高性能PIN-硅探测器的研制及其在高能放射性核束实验中的应用测试

鉴于国内核物理实验对高性能硅探测器有大量需求,而国外对中国进行技术封锁,满足实验需求的高性能探测器不易获得.中国科学院近代物理研究所在原有制备工艺基础上首次采用套刻技术,有效减少了光刻及腐蚀过程造成的Si O2沾污,大幅提高了探测器性能和成品率.本文对采用该工艺研制的300μm厚,有效面积50 mm×50 mm硅探测器进行电学性能测试和在束探测性能测试.探测器在-45 V耗尽电压下,其漏电流小于40 n A,对5 Me V左右的a粒子的能量分辨(σ)约为45 ke V.将该探测器作为能量沉积(ΔE)探测器,利用250 Me V/u的11C放射性束流及其在次级碳靶上的反应产物对探测器进行了探测性能测试.测试结果显示,该探测器对于C元素的电荷数Z的分辨为0.17,与文献中记录的国外生产的同类型探测器的实验数据(Z分辨0.19)相当,可以满足中高能放射性束实验对轻质量区粒子鉴别的要求.

用于个人剂量测量的硅探测器信号处理电路的设计

介绍了一种用于个人γ剂量测量的微型硅探测器的信号处理电路的设计,讨论了PCB(印制电路板)设计中应注意的问题。该信号处理电路主要包括前置放大电路、滤波成形电路和极-零相消电路,前置放大电路采用了电荷灵敏前置放大器,滤波成形电路采用了CR-RC滤波成形网络。设计的信号处理电路PCB面积仅有10 cm2,对于0.662 Me V的γ射线,信号处理电路的输出信号的信噪比达到了50:1,输出脉冲幅度达到了1.5 V左右,输出信号之后没有明显的下冲现象,其性能可以满足用于个人剂量测量的要求。

DR非晶态硅探测器的临床应用价值探讨

目的:通过对比和讨论CR、DR设备的成像质量,分析非晶态硅探测器的临床应用价值。方法:随机选取我科采用非晶态硅探测器的DR设备存储的受检者胸部图像853例,CR图像853例,所选取的资料均为体检科正常者,比较其图像质量。结果:图像质量在肺门结构(x2=3.621,P=0.057)、纵隔(x2=2.002,P=0.157)、肋膈角(x2=1.001,P=0.317)等方面,DR相比CR设备就有明显优势,但不具有统计学意义(P>0.05);肺纹理(x2=4.038,P=0.044)、肺段(x2=7.448,P=0.006)方面具有显著优势,具有统计学意义(P<0.05)。CR图像评定中:甲级(88%),乙级(10%),丙级(2%),DR图像评定中:甲级(91.2%),乙级(5.1%),丙级(3.7%)。结论:非晶态硅平板探测器具有较高的图像质量,同时对于延长X线管使用寿命,减少X线对患者及工作人员的辐射都具有重要意义。

二维位置灵敏硅探测器性能测试

用￣（２３９）ｐｕα源和４０与７０ＭｅＶ的Ｏ和Ｃ离子在Ａｕ靶上的散射束对二维位置灵敏硅探测器的性能进行测试。结果表明：在这种测试条件下，在计算位置的公式中用能量信号代替４个位置信号之和可获得更好的位置分辨；主放大器的成形时间对探测器的位置分辨有较大的影响。

低能量沉积下位置灵敏硅探测器位置畸变的修正

介绍了一种低能量沉积下位置灵敏硅探测器位置畸变的修正方法 ,采用了与探测器中能量沉积相关的修正因子 ,f (Δ1,Δ2 ,E)调节可调参数Δ1和Δ2 ,对位置畸变进行了修正 。

基于平面工艺硅探测器的β伏打微核能电池

简要叙述了利用平面工艺硅探测器和放射性同位素构成的β伏打微核能电池的原理,比较了不同灵敏面积硅探测器对β伏打微核能电池开路电压的影响。实验证明,单个β伏打微核能电池的开路电压可达到0.15 V～0.3 V,采用串、并联方式可以获得较大的输出功率。

风云一号气象卫星用三元线列硅探测器

根据对器件响应率光谱分布、暗电流、结电容的要求,确定了硅材料参数和有关工艺参数。讨论了为提高器件可靠性及防止光串音,在器件结构设计上采用的光敏元圆角化、加保护铝环和铝屏蔽、浓磷扩散等措施。研制的器件响应率在632.8nm时为0.3A/W,在-10V,25℃时暗电流为5×10^(-11)A,结电容为29pF。器件通过了严格的老化筛选和各种环模试验,因而能适应于空间环境的使用要求。

α、β粒子在钝化注入平面硅探测器中的脉冲形状分析

利用钝化注入平面硅探测器(PIPS)测量α、β时,某些情况下只通过能量甄别无法区分这两种粒子,而通过脉冲形状甄别的方法可以很好地解决这一问题。通过研究α、β粒子在PIPS中脉冲形状不同的机制,分析了脉冲形状的特征;测量分析了一款PIPS探测器的电压脉冲上升时间及其随偏压的变化;分析得出了对PIPS探测器进行脉冲形状甄别的基本条件,为利用脉冲形状对α、β进行甄别提供了参考。

基于3层硅探测器的主动式中子个人剂量计研制

研制了一种具有能量分辨能力的中子个人剂量计。该个人剂量计由3层硅探测器组成,硅探测器周围装有6 LiF、聚乙烯和含硼聚乙烯作为转化体、慢化体和吸收体。个人剂量计有直读和解谱两种工作模式。直读模式将中子能区划分为低能、中能和快中子3个能区,可实时测量。解谱模式可获得快中子能区的中子能量分布。利用GEANT4程序模拟了7MeVγ射线的能量沉积谱,设置适当的甄别域以降低γ射线的影响。采用GEANT4程序模拟了个人剂量计对不同能量入射中子的个人剂量当量率响应。在加速器单能中子参考辐射场中完成了单能中子剂量响应的实验校准,对模拟计算的响应函数进行了实验修正,并得出了不同能区的平均中子个人剂量当量率响应。

硅探测器信号电荷分配技术的研究

大规模阵列Si-PIN探测器和DSSD探测器与Front-end ASIC耦合时的动态范围匹配是亟待解决的问题。本文基于硅探测器信号的产生与特性,设计了3种解决探测器与前端电子学动态范围匹配问题的耦合方法,并结合理论模型与实验结果的对比分析,验证了3种方法的可行性。

电流型碳化硅探测器

本文从电流型半导体探测器的起源、传统电流型探测器在应用中的问题出发,论述了国内外在新型半导体探测器研制和电流型半导体探测器的研究现状。对半导体探测器结构和物理特性进行了研究,并重点介绍了电流型碳化硅(SiC)探测器的设计制作、响应性能研究、抗辐照性能研究等内容,为电流型半导体探测器的研究和应用提供参考。

硅探测器加工中的离子注入工艺设计与控制

应用离子注入工艺可制备获得线性电流大、窗口死层薄的硅pin辐射探测器。首先简要介绍了离子注入工艺形成pn结的原理,重点根据技术要求进行了离子注入工艺设计和计算,分别得到了注入能量为40 keV和注入剂量为4×1014/cm2的两个重要控制参数。同时分析了在离子注入工艺中存在的影响因素和相应处理方法,对生产具有良好的指导作用。采用所设计的工艺参数制备获得的硅pin辐射探测器各项技术指标均满足要求,验证了离子注入工艺设计与参数控制的有效性。

对三维沟槽电极硅探测器漏电流的仿真与模拟

该文研究了漏电流对三维沟槽电极硅探测器性能的影响.由扩散电流、产生电流和表面漏电流三部分电流构成的探测器漏电流在不同情况下受各种电流影响不同.漏电流是影响探测器性能的一个重要因素,在探测器的制造过程中,或者受到辐照以后,会在探测器中形成一系列缺陷,特别是在探测器受到辐照以后,由于深能级缺陷引起的漏电流会显著增加.由仿真可以看出,随着在负极(沟槽壁)上加的电压逐渐增大,漏电流会显著增大,直到漏电流达到饱和.在仿真中主要考虑的是产生电流的影响,其大小主要由耗尽区域的体积决定.

一种兼顾速度和功率损耗的硅探测器模拟前端电路设计

提出了一种兼顾速度和功率损耗的增益可调模拟前端电路,适用于硅探测器。该电路主要由快速电荷灵敏放大器、整形器以及可调节主要参数的控制系统组成。其中快速电荷灵敏放大器由低噪音场效晶体管(JFET)和电流反馈运算放大器构成,以确保较高频率和较短上升时间。整形器为五阶复数滤波器,能够提供较高的对称脉冲。通过实验验证了其可行性,在电容小于100pF的范围内,实现了6种可调增益且兼顾了速度和功率损耗,电荷灵敏放大器上升时间为12ns,功率损耗为96mW。当探测器电容为40pF时,等效噪音电荷(ENC)均值为180e-(电子电荷)。

快中子照射硅探测器测^（25）Mg核能级的实验

快中子照射硅探测器测^（２５）Ｍｇ核能级的实验钟海明，李国峰，白金昌（东北师范大学长春１３００２４）一、引言核能级的测量是原子核实验最主要的内容之一，但在无加速器和反应堆的学校开设此类实验确有困难．中子发生器的出现解决了这个矛盾，本文介绍用自制Ｄ—Ｔ?..

超低温下运行的硅探测器（英文）

由于升级版强子对撞机中的最大粒子能量和亮度的增加,我们需要得到在对撞机磁环附近辐射场更精确的分布,因此我们必须把探测器放在磁环的附近以减小碎片对粒子束的影响.欧洲核子中心(CERN-BE-BI-BL,RD39)和俄罗斯Ioffe研究所7年前把硅探测器作为一种选择对其开展了研究工作.由俄罗斯Ioffe研究所制作的探测器在1.9K和4.3K温度下对能量为23GeV的质子实时辐射检测中,得到了探测器的特征并由此发现了新的物理现象.

硅探测器的新进展

以前人们试图将凝视型传感扩展到热红外光谱范围,由于最后得到的成象受固定图形噪声的影响而未成功。这种噪声源是通过传感器响应的非均匀性调制了红外背景。在1973年曾打算用从肖特基(Schottky)硅化物列阵的内光电发射方法获得必要的光电响应均匀性,以求达到有效的热象能力。从那时起,硅化物传感器技术就有了稳定的发展。现有的硅化物摄象机的灵敏度可与最好的扫描系统媲美。这种摄象机是以现在能达到的最大的红外列阵为基础的。本文将阐明硅化物传感器的新进展,并预计未来技术的发展趋势。

使用硅探测器的一种β皮肤剂量监测器的研制

对放射性工作人员而言,β、γ及热粒子产生的辐射对人体是有害的,因此需一台便携式监测器.一、硅探测器的选用在皮肤剂量监测中,硅探测器比现在用于个人剂量监测的TLD具有能直接给出辐射剂量值的特点,与电离室或闪烁探测器相比较,其特点是有很高的灵敏度、体积小和只需低压.硅探测器的输出电流比和其相同体积大小的电离室大17000倍左右,它能在室温下工作,而锗探测器则必须在液氮温度下工作.

25μm非晶形硅探测器系列

法国ULIS公司推出251μm非晶形硅探测器系列产品：UL02152、UL04171和UL03191红外探测器。

我国启动高分辨耐辐照硅探测器研制

近日从中国工程物理研究院材料研究所获悉,国家重点研发计划“高分辨耐辐照硅探测器的研发与产业化应用”项目日前正式启动。该项目将打破国外垄断,首次研发出一系列具有自主知识产权的“高分辨耐辐照硅探测器”,未来应用于国防特殊辐射测量设备、公共安检X射线探测等诸多领域。