半导体探测器及其在空间科学中的应用

阐述了空间辐射环境监测的意义,描述了由半导体探测器组成的望远镜系统在空间科学中的应用,并给出了已成功应用在卫星上进行地球辐射带的辐射环境监测的部分结果。     

用于带电粒子鉴别的BGO探测器

报道了ＢＧＯ晶体作为带电粒子探测器的制作，测试结果，并在核物理实验中与Ｓｉ（Ａｕ）穿透型探测器一起组成△Ｅ－Ｅ探测器望远镜。对带电粒子进行了鉴别，结果表明，该探测器系统有较高的粒子鉴别能力。     

用多路望远镜探测器测量中子带电粒子核反应实验中的事例判选

介绍一个测量由中子引起的核反应的双微分截面实验的事例判选系统,由于反应截面非常小,而且本底相当大,为了最大程度地减少本底的影响,系统采用了二级硬件判选和一级软件判选。经过三级事例判选之后,可使本底计数降低４－５个数量级。     

平面工艺空间带电粒子探测器的研制

描述了用平面工艺＋离子注入技术制备新型空间带电粒子探测器的工艺技术及器件的特性。探测器的灵敏层厚度为100、300、450和1000μm,灵敏面积为φ8和φ12mm等不同规格。在全耗尽偏压下,得到典型的反向漏电流范围为0．57～10．11nA,典型的能量分辨率为0．69％～0．86％（对^141 Amα粒子）。在60℃高温下,器件的性能变化在空间应用的允许范围之内。     

大面积平面工艺Si带电粒子探测器研制

叙述了用平面工艺技术制备大面积Si带电粒子探测器的工艺方法.为了减小探测器的漏电流,采用了表面钝化技术.文章分别给出了厚度300μm、灵敏区直径20mm以及厚度500μm、灵敏区直径40mm探测器在室温下漏电流测量结果,以及探测器在室温条件下对241Am 5.486Mevα粒子的能谱响应测量结果.     

阵列CsI(T1)探测器鉴别轻带电粒子

文中描述了一个5×5阵列CsI（T1）探测器结构以及对轻带电粒子的鉴别,CsI晶体有快慢两种成分,通过不同延迟和积分门的选择得到这两种信号,来进行轻带电粒子的鉴别。经过理论模拟和实验测试,发现不同的延迟和门的宽度对鉴别能力都有影响。     

闪烁体探测器在田湾核电站辐射监测系统中的应用

以GLM201 -1液体γ活度监测仪为代表介绍了闪烁体探测器在田湾核电站辐射监测系统中的应用并对该仪器的结构、原理、使用情况进行了初步研究.     

CR39探测器的带电粒子能量响应研究

为在神光系列激光装置上开展惯性约束聚变(ICF)带电粒子诊断,通过0.7~10 MeV加速器质子源和241 Am放射性同位素α粒子源完成了CR39探测器的质子和α粒子能量响应实验研究,结合TRIM程序和半经验模型建立了CR39刻蚀动力学模拟程序,模拟分析了p、D、T和α粒子在正入射和斜入射条件下CR39的径迹形状与能量响应特征,对多种ICF带电粒子谱仪的CR39探测器单元的设计提出了优化方案。     

用气体探测器监测重离子辐射生物研究的剂量

论述了采用平行板电离富在重离子射生物研究中监测剂量的。结果表明,从５０－１０００Ｖ的范围为饱和区;在饱和区内工作电压较高时收收效率高;这种计算电离室收集效应的方法是可靠的,可以应用在重离子辐射生物效应实验中对剂量进行修正。     

Bismuth Germanate: A High-Z Gamma-Ray and Charged Particle Detector

The room-temperature scintillation characteristics of single crystals of Bi4Ge3O2 under gamma-ray and alpha-particle excitation have been determined. The wavelength of maximum intensity in the scintillation spectrum is 480 nm. A decay constant of 0.30 microseconds was measured. Scintillation efficiency (pulse height) varied linearly with gamma-ray energy, E, and the resolution varied as E-1/2. 8% pulse height relative to NaI(Tl) with 15% resolution was measured for a 2.2 cm × 1.7 cm crystal under excitation by Cs137 0.662 Mev gamma-rays.     

半导体探测器中带电粒子发射吸收效率的计算方法

采用能量损失计算和分层近似，发展了1套在半导体探测器中的带电粒子发射吸收效率计算方法，计算结果与实验结果符合良好。本文提供了1个可靠估计带电粒子吸收效率的简易方法。      

用于半导体探测器研制的数字影像显微系统

光学显微检测在半导体探测器研制的多个环节具有重要意义.利用较低价单元、部件组装了一套数字影像光学显微系统,性能与国外中档产品相当,性价比卓越.该系统拥有微机控制的高清晰数字摄影装置,配置大屏幕监视器,搭载高倍干系物镜,分辨率达到0.2μm,可以进行明暗场、偏光、干涉观测.它可以方便的用于缺陷、沾污控制,图形检测,表面光洁度检验,材料鉴定等方面,还可用于测试、封装、修理等精细操作.通过观察焊点的表面形貌,钎料合金的显微结构,可以鉴定焊点质量.如果结合多光束干涉技术可用于表面起伏的精细测量.论文叙述了该系统在半导体探测器研制上的应用,详述了其建造细节.     

^6LiF夹心谱仪探头用金硅面垒探测器性能测定

金硅面垒探测器是6LiF夹心谱仪探头的关键组成部分,其参数直接影响整个夹心谱仪的性能.通过实验测定了各金硅面垒探测器在不同偏压下的漏电电流、空气对α粒子的影响、金硅面垒的死层厚度、偏压对峰位和分辨率的影响,以及在180V偏压下各金硅面垒探测器的最大能量峰位.根据测量结果,选出了两组性能基本相同的金硅面垒探测器,将其组装成性能优良的6LiF夹心谱仪效应探头和本底探头.     

CdZnTe像素探测器的制备与表征

本文采用CdZnTe单晶制成像素探测器,并对其能谱响应特性及均匀性进行了系统表征。通过I-V和能谱响应测试,测定了晶体的电阻率和载流子迁移率与寿命的积,并用红外透过显微成像观察了晶体内Te夹杂的分布特性。采用光刻、剥离和真空蒸镀技术,在CdZnTe晶片上制备了8×8的像素电极,用丝网印刷和贴片技术通过导电银胶实现像素电极与读出电路的准确连接,制备出CdZnTe像素探测器。对像素探测器的测试表明,-300V下单像素最大漏电流小于0.7nA,对241 Am 59.5keV的能量分辨率可达5.6%,优于平面探测器。进一步分析了晶体内Te夹杂等缺陷对探测器漏电流和能谱响应特性的影响规律,结果表明,Te夹杂的聚集会显著增加漏电流,并降低探测器的能量分辨率。     

硅像素探测器读出芯片的设计

针对应用在高能物理实验的硅像素探测器,设计了一种基于时间过阈技术的像素阵列读出芯片。芯片采用商用的130 nm CMOS工艺进行流片,共有30×10个像素单元,像素单元的面积为50 μm×250 μm。测试结果表明,像素单元电路的等效噪声电荷低于100e^-,积分非线性优于4.2%,基本实现了设计的功能。     

CMOS硅像素探测器测试系统设计

针对环形正负电子对撞机(CEPC)最内层的顶点探测器而研制的CMOS硅像素探测器已经提交首次流片。为了采集探测器的数据进而研究前端芯片的性能,基于现场可编程逻辑门阵列(FPGA)设计高速数据传输的测试系统,该系统以PCI Express总线模式进行高速传输数据。对系统性能的测试表明:数据传输速度能达到6Gb/s,传输的数据量和误码率性能均满足CMOS硅像素探测器芯片的测试要求。