CaTe探測器簡介及應(yīng)用

1、 楊自強(qiáng)前言、半導(dǎo)體探測器的簡介1、CdTe、CdZnTe探測器簡介2、探測器噪音的處理方法3、應(yīng)用發(fā)展方面工作原理：在反向偏壓下，半導(dǎo)體PN結(jié)形成一個(gè)具有一定厚度的耗盡層，當(dāng)射線入射到耗盡區(qū)時(shí)，射線和物質(zhì)相互作用，產(chǎn)生電子一空穴對。產(chǎn)生一電子一空穴對所需要的能量，在硅中為360eV，在鍺中為295eV。電子與空穴在耗盡區(qū)電場作用下，分別向兩極運(yùn)4CdTe核輻射探測器輸出信號的噪聲處理方法動(dòng)而被收集從而產(chǎn)生脈沖信號，其原理圖見圖13射線產(chǎn)生的電壓脈沖u正比于入射射線在耗盡區(qū)中所損耗的能量，即由于CdZnTe單晶的電阻率較高10”ncm，而電子和空穴的壽命差別較大(r，=19s、r。=005,u

2、s、(F，)e=310 cm2，v、(“，)h=10。cm2V)，為使由CdZnTe單晶制備出的探測器有較好的性能，所以對CdZnTe探測器進(jìn)行較多類型的研究。根據(jù)制備工藝來分，可分為對稱電極MSM的勻質(zhì)體電導(dǎo)型探測器和電極不對稱的共平柵結(jié)構(gòu)(CPG)、捕獲結(jié)構(gòu)(CAP)、電容弗里希柵(CFG)以及P-N結(jié)的MaN，PiN和異質(zhì)結(jié)的二極管結(jié)構(gòu)等。CdZnTe探測器：Cd Te 晶 體 通 常 采 用 移 動(dòng) 加 熱 方 法( Trav eling Hea ter M ethods)制備。由于生產(chǎn)工藝不同 , CdTe晶體相對 Cd Zn Te晶體更適合于大量生產(chǎn) ,具有較好的一致性和可重復(fù)性

3、,價(jià)格也比較便宜 ;而 CdZnTe晶體中 Zn離子的摻入加寬了禁帶能寬 ,提高了電阻率 ,減小了室溫下暗電流 ,因此具有比 Cd Te晶體更好的電子輸運(yùn)性能。 同時(shí)這兩種晶體都存在載流子收集不完全而導(dǎo)致的空穴尾跡 ,成為探測器能譜性能受限制的主要原因 ,2)弗里希電容柵格結(jié)構(gòu)電極。 這類電極用于共面 CdZn Te探測器 ,采用兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的電極 ,側(cè)面金屬層與陰極相連 ,與晶體之間有薄絕緣層隔離。這種結(jié)構(gòu)不改變晶體內(nèi)固有電場 ,只影響感應(yīng)電場 ,側(cè)面的金屬層可以延伸很長。實(shí)驗(yàn)測得采用這種電極的探測器空穴低能尾巴可以得到較好的改善 , 1275keV 的能量分辨率可達(dá)到 1. 8 % ,比較適于

4、厚度大的探測器。通過優(yōu)化側(cè)面金屬層的幾何尺寸 , 662keV的能量分辨率可達(dá)到 1%。噪聲的來源：1.波形分類法： 波形分類法是利用前沿波形的某些信息對實(shí)際波形進(jìn)行分組和平均，再用每組的平均波形來代替這組的各個(gè)實(shí)際波形，從而達(dá)到減小噪聲的目的。其中利用時(shí)間信息分組的波形分類法在處理大量的有復(fù)雜形狀的波形上得到廣泛應(yīng)用，但它在每組的相似波形數(shù)目和每個(gè)平均波形的噪聲大小方面缺少穩(wěn)定性。于是我們又發(fā)展了一種利用前沿波形的脈沖幅度信息對信號波形進(jìn)行分組的波形分類法，它可以彌補(bǔ)利用時(shí)間信息分組的波形分類法的不足。2、模型匹配法： 模型匹配法是利用最小剩余值來找到跟實(shí)際波形相匹配的無噪聲的參考波形，并用它來代替有噪聲的實(shí)際波形，從而消除實(shí)際波形的噪聲的方法。特點(diǎn)： 做無損檢測、電子顯微鏡和特征X射線熒光分析，其特點(diǎn)是：探測效率高、用Am源激發(fā)測L系列元素的特征X射線和用”co或”cd源激發(fā)測K系列元素的特征x射線?？捎糜诃h(huán)保中檢查有毒