碘化汞半导体探测器的能量分辨率

介绍了ＨｇＩ２晶体的生长方法及探测器制备技术；讨论了ＨｇＩ２半导体探测器的能量分辨率，测得ＨｇＩ２探测器在室温下对５５Ｆｅ５．９ｋｅＶ和２４１Ａｍ５９．５ｋｅＶ射线的能量分辨率（ＦＷＨＭ）分别为１．３ｋｅＶ和３．４ｋｅＶ。

10～150keVX射线碘化汞探测器阵列研制

碘化汞半导体探测器阵列具有低噪声水平、高探测效率、高计数率、较高的能量分辨率、常温下运行的特点 ,用它研制成功的 5通道阵列因去掉体积庞大且费用昂贵的液氮冷却系统很适合观察HL- 1M托卡马克在各种放电条件下 ,超热电子和低能逃逸电子引起的其能量在 10～ 150 ke V范围内 X射线辐射强度的时空变化及超热电子辐射的 X射线能谱 。

碘化汞探测器及其对HL-1M装置中X射线辐射测量

本文叙述新研制的以高纯度碘化汞晶体为基片的低噪声、高探测效率、高计数率、较高能量分辨率，常温状态下运行的ＨｇＩ２半导体探测器的特点，以及特制的电荷灵敏前放和主放大器组成的探测系统对ＨＬ－１Ｍ托卡马克在欧姆加热、低杂波电流驱动、外加径向电场以及激光吹气掺杂等实验条件下，来自等离子体心部的硬Ｘ射线辐射进行测量，得到辐射强度和能谱随时间的变化等实验结果，并对实验结果作了初步的解释。

新型半导体器件的发展:碲镉汞焦平面阵列

本文从比较简单的探测器线性扫描阵列到延时和积分的探测器二维扫描阵列以及二维凝视阵列的军事技术要求的发展过程作了论述。我们对一种能满足大多数军事技术要求的探测器材料(即碲镉汞)引起重视的过程进行评述。阐述各种材料的生长方法。这些生长技术就其分析工具和生长过程中的控制而言,都与材料的特性鉴定技术紧密连系在一起。最后,评论焦平面阵列的加工技术和探测器与焦平面上加工参数之间的关系。

HgI2探测器阵列测量HL—1M中15～150keV X射线辐射

在磁约束聚变高温等离子的诊断实验中高能硬X射线、低能软X射线辐射的诊断方法已获得长足进展，已成为研究逃逸电子产生及输运过程、磁场扰动、热电子的速率分布、内破裂、锯齿振荡、热电子温度以及重金属杂质含量的重要诊断工具，但是由超热电子引起的中等能量X射线辐射因受到探测器的制约，这方面的研究及诊断实验较少。事实上，不仅低密度的欧姆放电中有大量的超热电子存在，而且在辅助加热特别是波加热及低杂波电流驱动过程中也可能产生大量的超热电子。超热电子与等离子体中的电子和离子相互作用产生的X射线轫致辐射其能量在10－150keV之间，用HgI2探测器阵列测量这种中等能量的X射线的辐射强度和能谱，我们可以了解在辅助加热条件下等离子体辐射的中等能量X射线辐射强度的时空分布，研究能量沉积的范围和区域，外来RF波的可接近性及回旋共振层的确切位置，超热电子的速率分布和此分布的时空变化。本文主要叙述实验安排和探测系统的标定结果、靶丸注入和ICRH条件下10－150keV能量范围的X射线的辐射强度，得到了超热电子大致的速率分布。

HgI_2探测器中晶体表面处理的研究

该文研究了HgI2晶体表面状况对晶体电学性质的影响,主要探讨在不同的腐蚀条件下KI溶液腐蚀HgI2晶体时,得到不同的表面状况,从而对HgI2晶体电学性质产生的影响.扫描电镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)及微电流计分析表明,通过化学腐蚀,在0℃时,用浓度为10%～20%KI溶液,腐蚀时间2min左右,可以得到较好的晶体表面状况.上述工艺条件,能够很大程度上优化HgI2晶体的电学参数,从而提高HgI2核探测器的性能.

基于高能γ源的CdZnTe成像探测器极化效应研究

应用第一类边界条件泊松方程,推导了碲锌镉(CdZnTe)探测器晶体内部电势分布,研究了CdZnTe探测器在137 Cs高能γ源成像探测过程中的极化效应。数值计算与实验结果表明:在低辐射注量率条件下,即CdZnTe晶体内部载流子电荷密度较低时,内部电势分布主要受外加偏压影响,晶体内部电势与偏压为线性关系,电场呈均匀分布。在高辐射注量率条件下,即晶体内部载流子电荷密度较高时,内部电势分布出现极化区域,电场分布发生扭曲,电子载流子向辐照区域外侧迁移,形成辐照中心无信号而辐照边缘区域仍有响应信号的极化探测图像。极化效应造成CdZnTe探测器探测性能严重退化,辐照边缘区域像素事件计数下降约70%。

碲锌镉面元辐射探测器堆积载流子屏蔽效应

采用铑(Rh)靶45kV X射线源进行了碲锌镉(CdZnTe)面元像素阵列探测器成像实验。实验结果表明:在探测距离1mm,管电压45kV条件下,管电流增大至20μA时,辐照中心区域像素单元信号丢失,出现围绕辐照中心区域的边缘高事件计数环形探测图像。随着管电流的增大,无响应像素区域扩大,探测器总体事件计数明显降低。进一步根据泊松方程建立了CdZnTe晶体内部电势分布模型,仿真结果表明:单位面积光子通量为5×105 mm-2.s-1时,由于CdZnTe晶体较低的空穴迁移率,晶体内部存在堆积空穴载流子形成的高空间电荷密度分布区域。晶体内部电场产生扭曲,电子载流子无法迁移至对应阳极位置,导致辐照中心区域产生信号屏蔽效应。

YBCO半导体薄膜的热辐射及宽光谱响应特性的研究

本文就Si为衬底的钇钡铜氧 (分子式Y1Ba2 Cu3O7-δδ≥ 0 5 ,简称YBCO)半导体薄膜的热辐射及宽光谱响应特性进行了研究 ,发现这种半导体探测器响应波段不仅在红外波段 ,而且在亚毫米波段甚至毫米波段都有良好的响应特性 ,该薄膜是继VO2

二维半导体探测器阵列在多叶准直器日常质量保证中的应用

目的建立利用半导体探测器阵列检测多叶准直器（MLC）叶片定位误差的方法，用于MLC的日常质量保证。方法在MapCheck半导体探测器阵列上，相邻行探测器是错开半个探测器间距分布的。针对这种分布特点，设计了台阶式叶片位置模式，代替胶片测量常用的篱笆式（picketfence）叶片位置模式，作为叶片位置参考模式。在参考模式的基础上，人为引入不同大小的叶片位置误差，得到一组新的叶片位置模式——叶片位置校准模式。依次照射参考模式和校准模式，得到每一个探测器测量剂量与叶片位置误差的关系曲线。该曲线作为测量叶片位置误差的校准曲线。在进行MLC日常质量保证时，只需定期照射叶片位置参考模式，就可得到定量的叶片位置误差。结果新方法在一个配置40对MLC的加速器上进行了测试（ElektaPrecise）。篱笆式叶片位置模式一次检测160个叶片位置，而台阶式叶片位置模式一次检测240个位置，检测效率提高50％；对于同样的1mm叶片误差，前后两种模式的剂量变化分别是17％和25％，因此测量灵敏度提高8％。结论建立了一种新的定量的MLC日常QA方法。通过重新设计叶片位置模式，新方法提高了实施效率和测量灵敏度。

以色列研制出用于中波红外成像的兆像元数字InSb探测器

自从20世纪90年代后期以来,以色列半导体器件公司研制并制造了各种各样的InSb二维焦平面阵列。这些焦平面阵列既有模拟形式的,也有数字形式的,其规格包括320×256、480×384和640×512等,各规格阵列的像元间距从15μm到30μm不等。它们已被用于许多红外系统及应用领域。

美国雷神视觉系统公司研制下一代电光/红外探测器

电光/红外系统的能力正在不断地提升和改进.这一部分是由于高性能焦平面技术的发展的结果.美国雷神视觉系统公司目前正在利用各种半导体材料和焦平面阵列结构,积极推进新的、具有辨别能力的3～5 μm中波红外和8～12 μm长波红外焦平面阵列技术向前发展.这些技术包括Ⅲ-Ⅴ族半导体应变层超晶格焦平面阵列、 Ⅱ-Ⅴ族碲镉汞双波段焦平面阵列以及采用微机电系统的非致冷测辐射热计焦平面阵列.这些焦平面阵列技术将可以满足不同的任务要求,它们不仅将提高传感器的能力和性能,而且还将提高传感器的制造能力并降低其成本.

光探测与器件

TN366 2001032006APD、PMT及其混合型高灵敏度光电探测器=APD,PMT and hybrid photodetectors with highendsensitivity[刊,中]/宋登元(河北大学电子信息工程学院.河北,保定(071002)),王小平(张家口职工大学.河北,张家口(075000))∥半导体技术.-2000,25(3).-5-8,12介绍了雪崩光电二极管(APD)和光电倍增管(PMT)的工作原理、结构及其特性,论述了新进展。

美国研发手持生物探测传感器

美国纽约布法罗大学的研究人员正在研发一款廉价的手持传感器，它是利用光学技术来探测生物战剂。

CZT面元像素探测器的研制及其幅度修正技术的实现

根据CdZnTe(CZT)面元像素探测器基本原理,测试分析了像素阵列CZT晶体漏电流特性。建立了基于数字脉冲处理方式的11 mm×11 mm×3 mm尺寸4×4像素阵列CZT探测系统。采用137Cs 662 keV伽玛源测试得到探测系统响应脉冲幅度谱,平均能量分辨率为3.3%,全能谱峰(FWHM)为21.85 keV。采用数字脉冲幅度修正方法实现了对探测器像素单元信号处理方式的改进,角像素能量分辨率平均提高1.6%,像素单元最优能量分辨率为2.5%。实验结果表明,所搭建的4×4面元像素阵列探测系统具有高能量分辨率,幅度修正方法对边缘像素能谱性能有明显改进。

碲锌镉探测器载流子屏蔽效应非线性变化研究

搭建了基于像素阵列碲锌镉晶体的辐射成像探测系统，采用X射线源完成了不同管电压条件下的成像探测实验。实验结果表明，在保持较高辐照通量的条件下，管电压的增大会导致探测器出现范围逐渐扩大的无信号响应屏蔽区域，无响应区域边缘像素出现非线性信号变化。进一步通过建立探测器有限元模型，求解了第一类边界条件电势泊松方程，仿真模拟了不同特征光子能量及线性衰减系数条件下，碲锌镉晶体内部电势及电场分布。仿真结果表明，随着入射光子能量及线性衰减系数的变化，辐照中心的晶体内部出现相对高电势区域，造成电子载流子迁移路径出现扭曲而使得相应位置像素电极无法获得载流子感应电荷信号；而晶体内部相对高电势区域范围的非线性变化，是信号屏蔽区域边缘的像素单元信号随着入射光子能量的增加出现非线性变化的主要原因。

HL-1M装置电子回旋加热过程中的超热电子测量

在HL 1M托卡马克上进行的电子回旋共振加热实验表明,在低等离子体密度加热过程中,产生大量的超热电子。由Si(Li)和碘化汞(HgI2)半导体探测器阵列测量到的软X射线和中能(15～150keV)X射线能谱,得到超热电子的温度在30～60keV范围内。中能X射线辐射强度测量结果证实,等离子体对电子回旋波的吸收是定域性的。在超热电子对MHD的相互作用中,主要的m n=2 1模没有增强或抑制现象。