基于CdZnTe晶体的2×2像素阵列探测器研究

根据CdZnTe(CZT)晶体的辐射探测理论,搭建了CZT像素阵列探测系统。采用241Am源研究了2×2像素阵列特性,得到了59.5keV能量γ射线能谱,最高能量分辨率为14.6%,并且各个像素性能差异明显,特别是边缘像素出现低能道区域计数增多,谱线向低能方向轻微漂移。为优化辐射成像,对实验数据作了进一步研究。结果表明,晶体内部不均匀的电场是造成各个像素性能偏差,和边缘像素谱漂移的主要原因。在成像过程中可以通过针对性的补偿加以修正,从而提高探测器有效成像面积,优化成像质量。     

室温核辐射CdZnTe像素探测器的研制

采用布里奇曼法生长的CdZnTe(CZT)单晶,制成室温核辐射像素探测器.首先通过红外透过显微(IRTM)成像、电阻率测量以及单元探测器能谱响应测试等手段,综合评定了探测器用CZT晶体的质量,结果表明,晶片富Te相密度为28.43 mm-2且尺寸分布较均匀,电阻率为1010 Ω·cm;电子迁移率寿命积为1.07×10-...     

CdZnTe单元探测器信号模拟及仿真

介绍了CdZnTe单元平面型射线探测器工作原理和模型,并对其输出的电流脉冲信号进行了理论计算和分析,结果表明输出电流信号约为1 nA/kev、脉冲上升时间为几十纳秒.讨论了在CdZnTe探测器前放电路设计过程中,采用PSpice软件进行模拟和仿真时,信号源选择采用电流源和电压源的参数计算方法.     

钝化处理对CdZnTe Γ射线探测器漏电流的影响

表面漏电流引起的噪声会限制CdZnTe探测器的性能 ,尤其对于共面栅探测器 ,漏电噪声的大小与器件的电极设计和表面处理工艺密切相关。研究了化学钝化的工艺条件对CdZnTe表面状态的影响 ,借助原子力显微镜、电子探针和微电流测试仪等手段 ,研究了CZT表面形貌、组成等特性与器件电学性能之间的关系 ,有效地降低了器件的表面漏电流     

用于CdZnTe探测器的低噪声前端读出电路

设计并实现了一种应用于多通道CdZnTe探测器的低噪声前端读出专用电路,并对其性能进行了测试与评估。每个读出通道由电荷灵敏放大器、漏电流补偿电路、零极相消电路、CR-(RC)⁴整形器、输出缓冲器以及反相放大器组成。芯片采用TSMC 0.35 μm CMOS工艺实现,尺寸为2.6 mm×2.2 mm。测试结果表明,读出通道的能量分辨范围为5~375 keV,每通道功耗小于3.5 mW,最小等效噪声电荷仅为49.6e－。将EV公司的CdZnTe探测器与该前端读出电路芯片相连,组成辐射检测系统,并使用²⁴¹Am源进行能谱分析,所得能谱主峰的能量分辨率仅为5.2%。     

高阻CdZnTe晶体的退火处理

获得高电阻率的、完整性好的CdZnTe晶体是研制高性能的CdZnTe γ射线探测器的关键.运用热力学关系估算了Cd1-xZnx熔体平衡分压,尝试以Cd1-xZnx合金源替代Cd源进行Cd0.8Zn0.2Te晶片的热处理,研究了退火对Cd0.8Zn0.2Te晶片质量的影响.结果表明：在1069K下用Cd0.8Zn0.2合金源（PZn=0.122×105Pa和PCd=1.20×105Pa）对Cd0.8Zn0.2Te晶片退火5天以上,可提高晶体电阻率一个数量级和晶体红外透过率10%以上,并可消除或减小晶片中的Te沉淀,同时避免了Zn的损失,改善Zn的径向分布.可见,采用Cd1-xZnx合金源代替Cd源控制进行CZT退火处理优于仅采用Cd源控制的退火处理.     

β射线、γ射线诱变固体DNA 的拉曼光谱分析

利用拉曼光谱仪得到了固体DNA 在β射线、γ射线诱变前后的拉曼光谱。实验结果表 明:经过β射线、γ射线诱变以后,归属于腺嘌呤(A) 的1304cm- 1和1340cm- 1频率发生了改变;归属于胸腺嘧啶(T) 、胞嘧啶(C) 的786cm- 1 、归属于脱氧核糖磷酸盐链的884cm- 1 、归属于脱氧核糖(d) 中C2O 的对称伸缩振动1010cm- 1强度有不同程度的减弱;归属于C2O 伸缩振动的1068cm- 1和归属于脱氧核糖的1468cm- 1消失;分析认为:DNA 经过β射线、γ射线的诱变后,脱氧核糖的振动、脱氧核糖磷盐链的振动以及C2O 的伸缩振动都会发生不同程度的减弱;硷基和胸腺嘧啶发生变化;与DNA 垂直的硷基2硷基相互作用遭到破坏。     

GaAs粒子探测器对低能X射线的响应

GaAs粒子探测器既能作为高抗辐射的探测器，又能作为X射线的线性传感器。在不同照射量的X射线辐照下，探测器的灵敏度与X射线的照射量是线性关系。探测器的有效面积大、所加反偏电压高，其灵敏度相对也高。该探测器可作为X射线的线性传感器。     

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。...     

几种基于硅的X射线探测器的新近发展

本文介绍了基于硅工艺的几种类型的X射线探测器的原理、结构以及达到的性能指标。     

新型塑料闪烁体探测器对脉冲X射线响应的研究

射线装置产生的X射线脉冲周期长短不一,很多装置会产生短周期脉冲X射线,特别是医院X射线诊断机等。这些装置的最小脉冲宽度为ns级,能量从几到几百KeV。现有的辐射剂量计无法准确测量这种短周期脉冲X射线。因此,文章研究提出一种新的快速响应和更大探测能量的塑料闪烁体探测器针对医院X射线诊断机的检测需求,并与实际应用情况相结合,在对各种探测器进行性能分析的基础上,选用新型塑料闪烁体探测器进行脉冲X射线响应的研究。经过试验,该研究所设计的新型塑料闪烁体探测器检测系统可以较准确地测量医院X射线诊断机的短周期脉冲X射线。     

HEMT太赫兹探测器响应度和NEP的检测与分析

在0.8～1.1 THz内,对AlGaN/GaN高电子迁移率晶体管(HEMT)太赫兹探测器的响应度和噪声等效功率进行了具体测试和分析。在太赫兹波辐射下,HEMT太赫兹探测器源漏端产生能被栅压灵敏调控的直流光电流。该型探测器在300 K和77 K下的电流响应度分别为83 mA/W和4.1 A/W,电压响应度分别为4 kV/W和50 kV/W,噪声等效功率分别达到22 pW/Hz0.5和1 pW/Hz0.5。采用两种较为典型的测量方法,通过对实验结果的比较,确定了影响该类型探测器的响应度和噪声等效功率的主要因素,并提出了增强响应度和降低噪声等效功率的具体措施。     

硅单结晶体管γ射线辐照电阻变化规律研究

对在γ射线辐照条件下的单结晶体管基区阻值进行了多点测量和实时监测。结果发现：单结晶体管基区电阻值随γ射线辐照剂量的增加,具有先减小后增大的规律。对比国内外相关实验结果,从7射线与物质作用微观分析,证明位移效应是单结晶体管基区电阻在γ射线辐照下的主要效应,但它较电离效应具有一定滞后性。     

中波红外焦平面列阵探测器γ辐照效应

报道了γ射线辐照对薄膜材料碲镉汞(Hg1-xCdxTe)制备的中波红外焦平面列阵探测器性能的影响.γ射线辐照的剂量依次为3×106 rad、9×106rad、2×107 rad.测量了器件在辐照前及各个剂量辐照后的I-V特性、黑体响应、噪声等性能参数.通过分析实验数据,发现器件的暗电流,噪声随辐照剂量的增加而增大,黑体响应随辐照剂量的增大而减小.其中I-V特性受辐照影响最大,黑体响应和噪声对辐照不是很敏感.这些表明随着辐照剂量的增加,器件的性能逐步衰退.     

In/Al掺杂高电阻CdZnTe晶体载流子传输特性研究

To evaluate the charge transport properties of as-grown high resistivity CdZnTe crystals doped with In/Al, the α particle spectroscopic response was measured using an un-collimated 241Am （5.48 MeV） radioactive source at room temperature. The electron mobility lifetime products （μτ）e of the CdZnTe crystals were predicted by fitting plots of photo-peak position versus electrical field strength using the single carrier Hecht equation. A TOF technique was employed to evaluate the electron mobility for CdZnTe crystals. The mobility was obtained by fitting the electron drift velocities as a function of the electrical field strengths, where the drift velocities were achieved by analyzing the rise-time distributions of the voltage pulses formed by a preamplifier. A fabricated CdZnTe planar detector based on a low In concentration doped CdZnTe crystal with （μτ）e = 2.3 × 10？3 cm2/V and μe =1000 cm2/（V·s）, respectively, exhibits an excellent γ-ray spectral resolution of 6.4% （FWHM = 3.8 keV） for an un-collimated 241Am @ 59.54 keV isotope.     

高速InGaAs光电探测器γ辐照实验研究

高速InGaAs光电探测器在天基平台中的应用正逐渐广泛,研究空间辐射环境对高速InGaAs光电探测器性能的影响有着重要意义。采用实时测试法,研究了不同剂量及不同剂量率的γ辐照对高速InGaAs光电探测器响应度、3dB带宽及暗电流特性的影响,通过器件性能实时测试分析发现,器件的暗电流随辐照剂量或剂量率的增加而增大,而响应度、3dB带宽基本不变。     

延伸波长InGaAs红外探测器的实时γ辐照研究

通过实时测试方法,研究了延伸波长InGaAs红外探测器在55×104rad的γ辐照下的电流-电压特性变化,发现器件的暗电流没有明显变化,零偏电阻稍有变化,但变化的幅度很小。在辐照前后对器件的性能进行了测试,发现在辐照后器件的信号稍有下降,噪声基本不变,说明在受到辐照后器件的探测性能略有下降。对器件在辐照前后的低频噪声进行了测试,发现整个低频区的噪声都没有明显的改变。这些结论表明γ辐照对延伸波长InGaAs器件的影响较小。     

γ射线诱变固体DNA的拉曼光谱研究

用拉曼光谱研究了γ射线诱变固体脱氧核糖核酸（DNA）结构的变化。拉曼光谱图显示磷酸二酯键伸缩振动谱带786cm(-1)、810cm(-1)和1100cm(-1)诱变后减弱,脱氧核糖或脱氧核糖与磷酸酯共同贡献的谱带884cm(-1)、1010cm(-1)和1068cm(-1)诱变后消失,脱氧核糖的1468cm(-1)峰诱变后显著增强,诱变后各碱基强度或频率发生了不同程度的变化,说明经过γ射线诱变以后,DNA碱基受损,主链断裂,双螺旋结构遭到破坏。     

蝶形天线增强的HEMT室温太赫兹探测器

介绍了一种基于GaN/AlGaN高电子迁移率晶体管(HEMT)的高速、高灵敏度室温太赫兹探测器。在太赫兹波辐射下,HEMT源漏端产生直流光电流,并能被栅压灵敏地调控。探测器中新颖的蝶形天线设计使接收到的太赫兹电场得到显著增强,提高了探测器的响应度。通过测量探测器对不同偏振方向的太赫兹光的响应,有效验证了蝶形天线对太赫兹电场的增强作用。室温下,探测器的等效噪声功率约为5×10-10W/Hz21,平均响应度达42mA/W。实验结果表明,光电流的产生与二维电子气沟道的场效应特性和入射太赫兹波电场在电子沟道中的分布密切相关。自混频理论能很好地描述实验结果。