GaAs：Cr探测器中子辐照改性研究

介绍了一种新型脉冲辐射探测器以及提高其性能的一种方法,并报告了探测器性能与中子积分通量关系的实验结果。     

双束质子辐照砷化镓光电导探测器的I-V特性

 对用能量为7.5MeV和20MeV,注量为10¹¹～10¹³cm^-2的质子辐照后的砷化镓材料制作的光电导探测器的光电流和暗电流进行了测试，并由此推得电导率的变化。结果表明，经过能量为7.5MeV的质子改性后的砷化镓探测器相对于未改性的附加光电导率Δσ减少，而且随着辐照注量的增加而越小，而对于先用能量为20MeV质子辐照后再用能量为7.5MeV的质子辐照的砷化镓材料制作的探测器，其附加光电导率Δσ的减少则更为明显。对上述现象进行了分析，并根据其相应关系预测了该种探测器的响应时间、灵敏度、拖尾现象及受X射线激发的输出脉冲的后延的变化情况。     

双束质子辐照砷化镓光电导探测器的I-V特性

对用能量为7.5MeV和20MeV,注量为1011～1013cm-2的质子辐照后的砷化镓材料制作的光电导探测器的光电流和暗电流进行了测试,并由此推得电导率的变化。结果表明,经过能量为7.5MeV的质子改性后的砷化镓探测器相对于未改性的附加光电导率Δσ减少,而且随着辐照注量的增加而越小,而对于先用能量为20MeV质子辐照后再用能量为7.5MeV的质子辐照的砷化镓材料制作的探测器,其附加光电导率Δσ的减少则更为明显。对上述现象进行了分析,并根据其相应关系预测了该种探测器的响应时间、灵敏度、拖尾现象及受X射线激发的输出脉冲的后延的变化情况。     

GaAs:Cr探测器对聚变脉冲中子诊断的灵敏度研究

 介绍了国产GaAs:Cr光电导探测器(简称PCD)在DT聚变中子辐射脉冲测量中的应用，利用PIN探测系统绝对测量结果，获得了GaAs:Cr PCD的14.1MeV中子直照灵敏度是1.5×10^-20C cm²/mm³，测量误差为±18%。此结果与理论预估和国外报道在误差内符合。     

GaAs:Cr探测器对聚变脉冲中子诊断的灵敏度研究

介绍了国产GaAs:Cr光电导探测器(简称PCD)在DT聚变中子辐射脉冲测量中的应用,利用PIN探测系统绝对测量结果,获得了GaAs:Cr PCD的14.1MeV中子直照灵敏度是1.5×10-20C cm2/mm3,测量误差为±18%。此结果与理论预估和国外报道在误差内符合。     

塑料闪烁探测器测量辐射驱动内爆的中子产额

本文介绍了在ＬＦ－１２装置上，用塑料闪烁探测器诊断辐射驱动内爆低产额中子的过程，并讨论了中子产额与靶型及靶参数的关系。结果表明，在ＬＦ－１２装置上，对不同的靶，激光辐射驱动内爆的中子产额为１０＾３－１０＾５。     

沟槽型硅微结构中子探测器的蒙特卡罗模拟研究

采用蒙特卡罗模拟方法研究了微结构参数、填充致密度等因素对沟槽型微结构半导体中子探测器（MSND）性能的影响规律,并开展了沟槽型MSND的优化设计研究。研究表明,随着沟槽间距的增加,MSND的探测效率呈下降趋势;当沟槽间距固定时,存在最优的沟槽宽度使得探测效率最大化;沟槽深度越大,探测效率越高。沟槽宽度和沟槽间距为15 m和5 m是一对优化的参数组合,可保证较高的探测效率和较平稳的系统甄别阈-探测效率曲线。当系统甄别阈取300 keV时,沟槽宽度、间距和深度分别为15,5 m和200 m时的MSND热中子本征探测效率可达37.77%,与平面探测器相比提高了9.2倍;对137Cs源662 keV伽马射线的中子-伽马射线甄别比可达4.1103,与平面探测器相比提高了23.7倍。本工作从理论上证明了MSND可解决传统平面型半导体中子探测器探测效率低的难题,同时可保持半导体探测器中子-伽马射线甄别容易的特点。     

沟槽型硅微结构中子探测器的蒙特卡罗模拟研究

采用蒙特卡罗模拟方法研究了微结构参数、填充致密度等因素对沟槽型微结构半导体中子探测器(MSND)性能的影响规律,并开展了沟槽型MSND的优化设计研究。研究表明,随着沟槽间距的增加,MSND的探测效率呈下降趋势;当沟槽间距固定时,存在最优的沟槽宽度使得探测效率最大化;沟槽深度越大,探测效率越高。沟槽宽度和沟槽间距为15μm和5μm是一对优化的参数组合,可保证较高的探测效率和较平稳的系统甄别阈-探测效率曲线。当系统甄别阈取300keV时,沟槽宽度、间距和深度分别为15,5μm和200μm时的MSND热中子本征探测效率可达37.77%,与平面探测器相比提高了9.2倍;对137 Cs源662keV伽马射线的中子-伽马射线甄别比可达4.1×103,与平面探测器相比提高了23.7倍。本工作从理论上证明了MSND可解决传统平面型半导体中子探测器探测效率低的难题,同时可保持半导体探测器中子-伽马射线甄别容易的特点。     

用于中子测量的俘获探测器研究

为了在弱中子场和有限小空间内测量绝对裂变率, 制作了俘获探测器, 研究了俘获探测器的性能。 介绍了用于中子测量的俘获探测器和铅屏蔽室, 以及该探测器系统在特定条件下测量裂变反应率的结果, 并与裂变室测量结果进行了比较。 探讨了铅屏蔽室大小对测量结果的影响。 To detect the absolute neutron flux in a weak neutron field and restricted space, the fission fragment trapping detector was fabricated and the properties of the detector were studied. In this paper, the detector and shielding chamber used in neutron detection were described and the experimental measurements of the fission rate in specific condition were performed with the detection system and the result has been compared with that obtained by fission chamber. The influence of the shielding chamber on the measured results was analyzed.     

MSM结构GaAs探测器的抗辐照性能

研究一种双金属接触的GaAs半导体探测器在14MeV中子辐照下的性能.测量了探测器经过10¹²n/cm²中子辐照剂量后的反向漏电流、电荷收集效率和最小电离粒子能谱,并且与⁶⁰Co 1.25MeV光子辐照的测量结果相比较.对中子辐照引起探测器时间性能变化和辐照损伤机制进行了探讨.并根据实验结果提出了这种双金属接触GaAs探测器灵敏层分布的一种假设,理论计算和实验数据相符合.     

中子辐照GaAs快速退火行为的低温光荧光研究

用低温（１０Ｋ）光荧光（ＰＬ）的方法对中子辐照砷化镓中的缺陷及及嬗变掺杂进行了研究，结果表明：低温ＰＬ实验可观察到中子掺杂效应，嬗变掺杂使近导带旋主增加从而使与ＣＡＳ有关的跃迁峰向低低能移动，辐照剂量较低时，嬗变原子Ｇｅ占居Ｇａ位；当辐照剂量较大时，部分嬗变原子Ｇｅ占居Ａｓ全，在高剂量辐照情况下，经８００℃（２０秒）退火，仍有反位缺陷ＧａＡＳ（Ｅｖ＋２００ｍｅＶ）和复合缺陷ＩＧａ－ＶＡｓ存在，在低     

GaAs探测器实验标定

叙述了在闪光Ⅰ上用6MV轫致辐射实验标定快响应GaAs光电探测器的原理实验结果以及分析讨论。     

钨丝探针电解－石墨炉原子吸收光谱法测定砷化镓中的铬

钨丝探针电解－石墨炉原子吸收光谱法测定砷化镓中的铬，灵敏度可达０．０１ｎｇ／１％吸收，相对标准偏差为３％，富集倍数达２８倍。与直接液体进样原子化方法相比，本方法具有减少环境污染、简便、灵敏度高、抗干扰能力强等优点。在研究测格的最佳条件的同时，本文还初探了铬（Ⅵ）的电解机理。     

用MOCVD方法生长的GaAs/GaAsP量子线及其特性

本实验采用普通的光刻和湿法腐蚀技术,将GaAs基片刻蚀成具有W形沟槽样的非平面结构,基片表面为(100)面,沟槽的侧斜面为(111)B面.在此基片上用低压MOCVD设备外延生长了GaAs/GaAsP多层膜,通过扫描电镜和微区拉曼光谱,研究它们的生长特性,发现GaAs和GaAsP的生长速率与基片的晶向及基片上的生长位置有关.根据这一生长特性,选择合适的W形沟道形状,用常规的量子阱外延方式,在W形沟道中央顶部突起的线条状平面上形成宝塔形生长,从而在尖端长出量子线.低温荧光光谱中观察到相应的能量峰,从而证实量子线的存在.     

正十八硫醇钝化GaAs(100)表面特性研究

为了有效降低GaAs半导体表面态密度,提出了采用正十八硫醇（ODT,CH₃[CH₂]₁₇SH）进行GaAs表面钝化的方案。首先,分别对GaAs（100）晶片进行了常规硫代乙酰胺（TAM,CH₃CSNH₂）钝化和正十八硫醇钝化,通过X射线光电子能谱（XPS）对比分析了钝化前后晶片表面的化学成分,然后利用光致发光光谱（PL）对正十八硫醇处理的GaAs（100）晶片进行了钝化时间的优化,最后通过扫描电子显微镜（SEM）测试了钝化前后的晶片表面形貌。实验结果表明：采用正十八硫醇钝化的GaAs（100）表面,相比常规硫代乙酰胺钝化方案,具有更低的氧化物含量和更厚的硫化层厚度;室温钝化条件下,钝化时间越长,正十八硫醇的钝化效果越好,但PL强度在钝化超过24 h后基本达到稳定,最高PL强度提高了116%;正十八硫醇钝化的GaAs（100）晶片具有良好的表面形貌,表面形成了均匀、平整的硫化物钝化层。数据表明正十八硫醇是钝化GaAs（100）表面一种非常有效的技术手段。     

GaAs/AlAs super-flat interfaces in GaAs/AlAs and GaAs/(GaAs) (AlAs) quantum wells grown on (4 1 1)A GaAs substrates by MBE

Effectively atomically flat GaAs/AlAs interfaces over a macroscopic area (“super-flat interfaces”) have been realized in GaAs/AlAs and GaAs/(GaAs) (AlAs) quantum wells (QWs) grown on (4 1 1)A GaAs substrates by molecular beam epitaxy (MBE). A single and very sharp photoluminescence (PL) peak was observed at 4.2 K from each GaAs/AlAs or GaAs/(GaAs) (AlAs) QW grown on (4 1 1)A GaAs substrate. The full-width at half-maximum (FWHM) of a PL peak for GaAs/AlAs QW with a well width ( ) of 4.2 nm was 4.7 meV and that for GaAs/(GaAs) (AlAs) QW with a smaller well width of 2.8 nm (3.9 nm) was 7.6 meV (4.6 meV), which are as narrow as that for an individual splitted peak for conventional GaAs/AlAs QWs grown on (1 0 0) GaAs substrates with growth interruption. Furthermore, only one sharp peak was observed for each GaAs/(GaAs) (AlAs) QW on the (4 1 1)A GaAs substrate over the whole area of the wafer (7 7 mm ), in contrast with two- or three-splitted peaks reported for each GaAs/AlAs QW grown on the (1 0 0) GaAs substrate with growth interruption. These results indicate that GaAs/AlAs super-flat interfaces have been realized in GaAs/AlAs and GaAs/(GaAs) (AlAs) QWs grown on the (4 1 1)A GaAs substrates.     

射频等离子硫钝化GaAs(100)的表面特性

采用射频等离子方法,对Ga As(100)衬底片表面进行干法硫等离子体钝化,旨在得到性能稳定含硫钝化层。样品经过360℃温度条件下的快速热退火,光致发光(PL)测试表明,钝化后的样品PL强度上升了71%。同时,钝化样品的稳定性测试结果表明,样品放置在实验室空气中30 d,其PL强度未出现明显变化,说明Ga As的等离子体干法硫钝化具有较好的性能稳定性。     

GaAs（100）表面氧化的XPS 研究

用X射线光电子能谱仪 (XPS)研究了砷化镓 (GaAs)晶片在空气中的热氧化和在紫外光 臭氧激发下的氧化反应 .分析了氧化层中的微观化学构成、表面化学计量比以及表面氧化层的厚度等 .研究表明 ,两种氧化方法的氧化过程不同 ,在砷化镓表面形成的氧化膜的厚度以及组成也不同 ,热氧化下氧化层主要由Ga2 O3、As2 O3、As2 O5 以及少量元素As组成 ,而且表面明显富镓 ;紫外光激发下生成的氧化物主要为Ga2 O3 和As2 O3 ,镓砷比与本体一致 .讨论了可能的反应机理 ,紫外光不仅将氧分子激发为激发态氧原子 ,增加了氧的反应活性 ;同时也激发了GaAs材料的价电子 ,使其更容易被氧化