叠层碲锌镉探测器制备及γ能谱特性测试

实验制备了单层和叠层(双层)碲锌镉探测器,并利用²⁴¹Am@59.54 keV和⁵⁷Co@122 keV γ射线源测试了其γ能谱特性。相比单层探测器,对于较高能量的⁵⁷Co@122 keV γ射线,叠层碲锌镉探测器表现出较高的探测效率和光峰值效率,较好地改善了康普顿连续统一体,表现出与整块等厚度碲锌镉探测器类似的性能;但光生载流子收集效率变差,能谱峰位向低道区偏移;能量分辨率未得到改善。实验初步表明,通过叠加方法制备叠层碲锌镉探测器是可行的,并可推断制备更大厚度的叠层探测器将有利于中高能γ射线能谱测量。     

碲锌镉面元辐射探测器堆积载流子屏蔽效应

采用铑(Rh)靶45 kV 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1 mm,管电压45 kV条件下,管电流增大至20 μA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。     

碲锌镉面元辐射探测器堆积载流子屏蔽效应

 采用铑(Rh)靶45 kV 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1 mm,管电压45 kV条件下,管电流增大至20 μA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。     

高能伽玛源下碲锌镉探测器的针孔成像

采用新型室温碲锌镉(CdZnTe)辐射探测器,通过厚针孔系统对137Cs高能662 keV伽玛射线辐射源进行成像探测,得到了能谱图和放射源图像。计算分析了高能射线穿透效应对空间分辨力的影响,并对不同偏压下得到的图像进行比较与讨论。实验表明,当放大倍率不大时（小于3）,高能射线对准直器材料的穿透效应增大是限制图像空间分辨力的主要因素,探测器像素尺寸的大小对图像空间分辨力的影响并不明显。随偏置电压升高,探测器得到的图像会得到改善,但过大的偏压（大于1 000 V）会使晶体内部的电场不均匀性增大,降低信噪比从而降低图像品质。     

射线探测用碲锌镉晶体及其器件研究

采用改进的布里奇曼(Bridgman)方法进行锌组分为0.15碲锌镉(Cd_0.85Zn_0.15Te)晶体的生长.通过严格控制晶体生长过程中Cd的蒸气分压,使得所生长的碲锌镉晶体在结晶质量方面达到了较好的水平.对其性能进行测试,红外透射比T>60%、沉积相密度<1×10⁴/cm²、位错腐蚀坑密度DEPD<6×10⁴/cm²、X射线衍射双晶回摆曲线半峰全宽FWHM<20arcsec、电阻率ρ>10⁴Ω·cm.利用所生长的晶体初步制作了平面型单元碲锌镉射线探测器,所用晶体的尺寸为5mm×5mm×2.5mm,制成的探测器在室温下对¹²⁵I和²⁴¹Am放射源进行了探测测量.对125I放射源,探测出了强度为74.5%的27.5keV的γ射线特征峰,不能仔细分辨出强度为39.8%的27.2keV的γ射线特征结构;对²⁴¹Am放射源,探测出了59.5keV的γ射线特征峰,分辨率优于6keV,半峰全宽FWHM<10%,同时还能检测出Te、Cd的X射线逃逸的混合峰以及241Am低能Te-K系、Np-L系的两个X射线特征峰.     

不同厚度像素CdZnTe探测器的性能测试和评估

碲锌镉材料(CdZnTe)是目前探测X射线和γ射线的最好材料之一。将241 Am和137 Cs辐射源作用于像素CdZnTe探测器,通过实验和仿真分别得到能量谱估计、能量分辨率和峰值效率。由实验和仿真结果得出:在662keV的高能量下,厚度较大的CdZnTe探测器可获得更高的能量分辨率和峰值效率,但在59.5keV低能处会出现拖尾升高和电荷损失的现象;厚度较薄的探测器在低能处的特性反而更好。     

不同厚度像素CdZnTe探测器的性能测试和评估

碲锌镉材料（CdZnTe）是目前探测X射线和射线的最好材料之一。将241Am和137Cs辐射源作用于像素CdZnTe探测器,通过实验和仿真分别得到能量谱估计、能量分辨率和峰值效率。由实验和仿真结果得出:在662 keV的高能量下,厚度较大的CdZnTe探测器可获得更高的能量分辨率和峰值效率,但在59.5 keV低能处会出现拖尾升高和电荷损失的现象; 厚度较薄的探测器在低能处的特性反而更好。     

CdZnTe像素探测器的电输运性能

碲锌镉(CdZnTe)是一种性能优异的室温核辐射半导体探测器材料,广泛应用于核安全、核医学以及空间科学等领域.然而,传统的CdZnTe平面探测器受制于\"空穴拖尾\"效应的影响,探测性能有待改善.采用改进的垂直布里奇曼法生长的In掺杂Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te单晶制备出单载流子收集的4×4像素阵列探测器,通过电流-电压(I-V)测试和γ射线能谱响应测试,研究了像素探测器的电学性能和载流子电输运性能,随之与相应的CdZnTe平面探测器进行了性能对比.结果表明,CdZnTe像素探测器的电阻率约为1.73×10~(10)?·cm,且施加100 V偏压后单像素点的最大漏电流小于2.2 nA;当施加偏压升高至300 V时,单像素点对~(241)Am@59.5 keV的γ射线的最佳能量分辨率可达5.78%,探测性能优于相同条件下制备的CdZnTe平面探测器.     

CdZnTe像素阵列探测器成像评价模型及实验

考虑载流子陷获效应建立了碲锌镉(CdZnTe)像素阵列探测器感应电荷分布模型,并从非平衡载流子连续方程出发,推导了晶体内部陷获载流子数密度分布,得到了CdZnTe探测器成像调制传递函数评价模型。数值计算结果表明：随入射光子能量的增加,探测器成像质量明显下降;当电子载流子与空穴载流子迁移寿命积范围分别为0.510-3 to 5.010-3 cm2/V,2.010-5 to 7.510-5 cm2/V时,电子载流子感应信号是探测器响应信号的主要来源,而空穴迁移寿命积变化对探测器成像性能的影响有限,所建立模型的载流子收集特性与实际探测器载流子收集特性相符。搭建了40 mm40 mm的CdZnTe成像探测系统,探测并获得了系统预采样调制传递函数。实验结果表明:模型理论值与实验数据相符合,实际CdZnTe晶体中存在的固有深能级缺陷、实验所采用的非单色性X射线源及较大的实际像素间隙是造成理论值与实验结果存在一定偏差的主要原因。     

光伏碲镉汞探测器在波段内连续激光辐照下的非线性响应机理研究

利用波段内连续激光, 辐照禁带宽度为0.33 eV的中波光伏碲镉汞探测器. 实验结果表明, 随着辐照激光光强的逐渐增大, 探测器从线性响应过渡为非线性响应. 当探测器进入非线性状态, 探测器的开路电压随激光光强的增大而减小, 且在激光开启辐照时开路电压信号迅速下跳, 在激光停止辐照时开路电压信号迅速上跳. 通过考虑激光辐照下探测器的温度场分布以及温度对p-n结内建电场的影响, 结合考虑机械快门在开启和关闭时对激光光强变化的影响, 建立了光伏探测器在波段内连续激光辐照下的解析模型, 模型计算结果与实验结果吻合得较好. 研究表明, 激光辐照过程中的非线性响应, 主要由温度对p-n结内建电场的影响决定, 激光开启和关闭时的开路电压的幅值是由光强和温度共同决定.     

新型CZT半导体X射线和g射线探测器研制与应用展望

CdZnTe(CZT)半导体是一种性能优异的室温X射线和γ射线探测材料,在环境监测、医学诊断、工业无损检测、安全检查、空间科学等众多领域有广泛的应用前景。文章简要介绍了CZT探测器的基本工作原理和性能评价指标,阐述了CZT晶体物理性能对CZT探测器性能的影响规律和CZT探测器的模拟与设计方法。CZT半导体探测器的应用与发展前景广阔,为此需要重点开展高质量、低成本的CZT晶体生长研究,CZT探测器的设计与制备以及辐射探测整机系统的设计与开发。     

Potential double layers in double plasma device

Results of the investigation on the formation of double layers in double plasma device are presented. By appropriate modifications in the biasing conditions, we have been able to obtain both weak (eΔφ<10KT _e ) and strong double layers (eΔφ>10kT _e ) in the device. Unlike previous experiments, we have not been limited to potential jumps equal to ionisation potential of the neutral gas. A detailed investigation has been carried out to find out why earlier experiments in similar devices were limited to only weak double layers. We have also investigated the phenomenon of the so-called psuedo-double layers and have shown that they are potential jumps over the thickness of the order of Debye length and precede plasma expanding with velocity many times the ion-acoustic velocity. They do not represent metastable states of the plasma as suggested by earlier investigators.     

GdFeCo/DyFeCo交换耦合两层薄膜磁化方向转变的研究

用磁控溅射法制备了GdFeCo/DyFeCo交换耦合两层薄膜,对交换耦合两层薄膜变温磁化方向进行了研究.结果表明读出层GdFeCo随温度上升从平面磁化转变成垂直磁化,转变过程中主要受饱和磁矩(M_s)的影响.在GdFeCo的补偿温度附近,读出层的磁化强度近于零,退磁场能减小,并在交换耦合的作用下,使读出层的磁化方向发生转变,制备的交换耦合两层薄膜具有中心孔磁超分辨效应.关键词：磁光记录交换耦合两层薄膜磁化     

卫星导航接收机自动测试系统

为了满足卫星导航接收机整机性能快速、精确测试的需求,实现对导航接收机性能的自动测试,构建了一种基于NI PXI硬件平台,采用导航信号模拟器、虚拟仪器技术和Microsoft Visual Studio 2008软件进行开发的卫星导航接收机自动测试系统。系统实现了多导航接收机的定位精度、冷启动首次定位时间、热启动首次定位时间、捕获灵敏度、速度精度的并行自动测试。良好的人机交互界面与多接收机并行测试的稳定运行,大大缩短了测试时间,提高了测试效率。通过对北斗导航接收机大量测试,结果表明该卫星导航接收机快速测试系统对于导航接收机整机性能并行测试快速、有效。     

大动态范围窄脉冲激光参数测量探头

设计了一种双探测器结构的窄脉冲激光参数测量探头,解决了大动态测量范围和高速放大电路高增益时信噪比低的矛盾。通过对探头前端的光学特性进行分析,给出了均匀照射时探头前端的照度传递系数,并且对非均匀照射情况下可能的最大模型误差进行了分析,指出增大漫透射陶瓷片与探测器的距离和减小出光孔径有利于降低模型测量误差,减小双探测器偏离光轴的安装距离有利于提高两个探测器的测量一致性。测试表明,对于10 ns脉宽的1.064μm激光,所研制的探头在50 nJ~8 mJ范围内的测量误差低于±9%,输出激光脉冲波形幅度在0.7~1.4 V之间。利用推导出的照度传递系数公式还测出了漫透射陶瓷片的透过率为0.60,测量误差为±1.7%。     

Mo/GaAs Schottky barriers prepared by d.c. sputtering

Summary Mo/GaAs Schottky barriers have been prepared by d.c. sputtering, for different values of the sputtering voltage. Current-voltage and capacitance-voltage measurements show that these barriers can have very good properties (near one ideality factor, very low inverse saturation current) if suitable preparation conditions are chosen. A detailed study of the current-voltage characteristics as a function of the temperature allows us to analyse the carrier transport mechanisms and to correlate them to the preparation conditions. The experimental results show that the behaviour of the Mo/GaAs Schottky barriers, prepared by d.c. sputtering, can be successfully explained on the basis of the unified defect model proposed for the GaAs schottky barriers.

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Riassunto In questo lavoro vengono presentati risultati concernenti barriere Schottky Mo/GaAs preparate mediante ?sputtering? in continua, per diversi valori delle tensioni di ?sputtering?. Le misure di caratteristiche corrente-tensione e capacità-tensione mostrano che è possibile ottenere barriere con buone caratteristiche elettriche (fattore di idealità prossimo ad uno, corrente di saturazione inversa molto bassa), purché siano scelte le giuste condizioni di deposizione. è stato anche condotto uno studio dettagliato delle ricavare informazioni sul meccanismo di trasporto dei portatori di carica. I risultati sperimentali mostrano che il comportamento di questo tipo di barriere è perfettamente spiegabile nell'ambito del modello unificato dei difetti nelle barriere Schottky nel GaAs.

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Резюме Барьеры Шоттки Mo/GaAs приготовлены с помощью распыления при различных значениях напряЗения распыления. Измерения зависимостей тока от напряЗения и емкости от напряЗения показывают, что зти барьеры могут иметь очень хорощие свойства, если выбираются соответствующие условия приготовления. Подробное исследование вольт-амперных характеристик в зависимости от температуры позволяет проанализировать механизмы переноса заряда и связать их с усломиями приготовления. Зкспериментальые результаты показывают, что поведение барьеров Шоттки Mo/GaAs, приготовленных с помощьюDC распыления, моЗно успешно объяснить на основе единой модели дефектов, предлоЗенной для барьеров Шоттки GaAs.