半导体探测器发展近况

可以方

便地研究复杂能谱的精细结构，

此外还具有线性范围广、

脉冲上升时间短、

体 积小等优点。

使其广泛应用于各种辐射探测领域。但是半导体探测器的灵敏体积不够大，

探测效率和灵

敏度较低，

探测器大都要求在液氮温度下保存或使用。< /p>

由于使

用了低温容器和真空室

,

增加了探测器的总体积，

而且需要频繁地添加液氮

,

无法在野外

恶劣条件下使用。

使其应用范围受到了限制。

因此

,

解决半导体探测器“

低温条件”

问题

成为扩大其应用领域的重要任务。

为了解决半导体探测器的

“

低温条件”

问题

,

近年来人们主要从两个方向进 行研究一

是寻找新的致冷方法二是寻找高原子序数和禁带宽度更大的半导体材料。

1

致冷型半导体探测器

半导体探侧器的新型致冷方法很多

,

近年来研究比较深人的是热电致冷、

气体压缩膨胀

致冷、磁致冷 等。目前热电致冷技术已经成熟

,

并出现了相应的新型探测器产 品

【

1

】

。虽 然

Si-PIN

电致冷半导体探侧器的能分辨率比

Si

（

Li

）

半导体探测器略差一些

【

2

】

,

另外其探测

X

< br>射线的能上限也较

Si

（

Li< /p>

）

探测器低一些

,

但是由于采用了电致冷的方法

,

避免 了探测器

必须在低温下保存和使用的不便之处

,

大大地扩展了它的应用领域。此外

, Si-PIN

半导体探测器所需反向偏压较低

,

时间响应特性也较好

,

比较适用于野 外作业的便携式探

测仪器

,

其发展前景显而易见。

2

化合物半导体探测器

化合物半导体探 测器的研究始于

20

世纪

60

年代

,

但受限于晶体生长技术、

电子学系统

和计算机技术

,

直到上世纪末才得到突破性进展。

化合物半导体探测器是继气体探测器

,

闪

烁体探测器之后发展起来的一类新型先进的探侧 器

,

它具有能分辨率好、

探侧效率高 、

体积

小、拼带方便等许多优点

, < /p>

在环境监测、核医学、工业无损检测、安全检查、核武器突防、

航 空航天、

天体物理和高能物理等领域具有广泛而重要的用途。

化 合物半导体探测器新材料

及其器件的研究在国内外受到高度重视

,

其研究取得了重要进展

,

已成为 现代高科技领域

的前沿研究热点之一。近年来

,

人们在对

HgI

2

、

GaAs

、

CdTe

等化合物半导体探测器进行了

比较深人的研究后

,

CdZnTe

、

Cd Se

探测器进行了研究

,

而

GaP

、

HgS

、

PbI

2

、

AlS b

探测

器的研究尚处于初步阶段。研究结果表明

,

HgI

2

，

CZT

和

CdSe

是性能优 异、最有前途制作室

温探测器的新材料

,

但

HgI

2

探测器还没有达到令人 满意的程度

, CZT

和

CdSe

探测器的研制

正在取得令人可喜的进展此外

, ZnTe

、

Bi

2

S

3

、

PbI

2

、

Ga

2

< br>Se

3

AlSb

、等材料也可用 于探测器的

制作

,

其中

AlSb

被认为是制作室温下射线探测器的最好材料

,

但由于其单晶生长极其困难

,

探测器 的研制还处于初步阶段。

化合物半导体探测器对材料和探测器的组成、

< br>结构和制作工

艺要求都很高

,

除正在研究的

CZT

和

CdSe

外

,

目前还没有找到一种令人很满意的材料 和探

测器。所以

,

对于化合物半导体 探测器新材料及其探测器的继续深人研究非常必要。

下面对今 年来研究较多的化合物半导体探测器材料的进展情况作简单介绍。

2.1

碘化汞

HgI

2