CVD金刚石膜及辐射探测器制备和性能研究.pdf

摘要优异性能。近来的研究进展表明,��鸬袷��涮讲馄鞯男阅芮苛乙览涤�幅变缓并逐渐趋向饱和。金刚石具有独特的优异性能,被认为是一种能工作于强辐照等恶劣环境下的辐射探测器材料。天然金刚石价格昂贵、缺陷浓度大并且可重复性差,限制了其应用。随着化学气相沉积���际醯牟欢贤晟疲�圃旄咧柿俊�大面积、低成本的金刚石产品成为现实,��鸶帐�讲馄鞅妒芄刈ⅲ���有低的辐照损伤、快的电荷收集时间、高的信噪比、高计数率能力等独特的��鸶帐�闹柿浚�梅矫娴难芯恳�鹆巳嗣堑募ù笮巳ぁ1韭畚氖酝纪ü�不同质量金刚石膜探测器性能的研究以建立材料质量与探测器性能的关系。采用热丝辅助化学气相沉积����椒ㄔ���硅衬底上生长出了不同微结构的金刚石薄膜,并采用����、���馄滓堑仁侄味云渲柿拷�行了表征。结果表明利用金刚石粉手工研磨硅衬底表面的预处理方法,能成功生长出高质量���ㄏ駽�金刚石膜。电学性能研究表明,随着晶粒尺寸的增加,薄膜电阻率几乎正比增加,��定向��鸶帐�ぞ哂懈叩牡缱杪�������×�“�甤�,且呈柱状生长。研究了退火工艺对金刚石膜介电常数和损耗的影响,退火后薄膜介电常数接近天然金刚石,介电损耗减小,材料质量明显提高。在确定了��金刚石探测器的制备工艺和信号读出电子学系统的基础上,制各了不同微结构金刚石膜的辐射探测器。测试并研究了辐射探测器在�粒子和������湎叻�障碌墓獾缌鳌⒙龀甯叨确植己偷�荷收集效率。随着金刚石晶粒尺寸的增大,探测器的能量分辨率、平均电荷收集效率、信噪比明显提高,同时���ㄏ蚪鸶帐�讲馄骶哂凶罡叩男旁瓯取R橇W�辐照测试表明,���ㄏ蚪鸶帐�ぞ�齪粒子预辐照后,平均电荷收集效率明显改善�����ヌ岣叩�����。�湎叻�詹馐员砻鳎�缶Я���定向金刚石探测器具有高的能量分辨率和电荷收集效率����狈直鹞�.�%和�.��。同时研究表明,探测器由于’�����вΓ�獾缌魉娣�帐奔湎冉峡煸黾樱�笤�为了拓展金刚石探测器的实际应用,实现一维和二维位置分辨,本工作利用���砑�D夥治隽薈�金刚石微条阵列和象素阵列探测器的电场分布情况,提出了象素阵列探测器的制备技术,为今后进一步开展该方面的工作奠定基础。关键词:��鸶帐�ぃ�电学性能,辐射探测器������上海大学硕士论文
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导师签名:呈盔型銎日期:原创性声明本论文使用授权说明�叮篿:::或撰写过的研究成果。参与同一工作的其他同志对本研究所做的任何本人声明:所呈交的论文是本人在导师指导下进行的研究工作。除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含其他人已发表贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。�C艿穆畚脑诮饷芎笥ψ袷卮斯娑�签名:本人完全了解上海大学有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留论文及送交论文复印件,允许论文被查阅和借阅;学校可以公布论文的全部或部分内容。上海大学硕士论文
第一章前言��金刚石膜作为辐射探测器材料的优势金刚石具有独特的电学、热学、光学、物理和化学稳定性能,能工作于强辐照等恶劣环境下,是一种优异的辐射探测器材料⋯。天然金刚石价格昂贵、杂质和晶格缺陷浓度大并且材料的可重复性差,极大地限制了它的应用发展。近�年来,化学气相沉积���际醪欢贤晟疲�怪圃旄咧柿俊⒋�面积、低成本的余刚石膜产品成为现实,并且这些��鸶帐�け忍烊唤鸶�石具有更高的纯度。人们由此看到了用��鸶帐�ぶ聘鞣�涮讲馄鞴憷ǖ�应用前景¨�俊�金刚石具有诸多可应用于辐射探测器的特性�】。禁带宽度大�.��。常温下具有极高的电阻率��”�甧�,本征载流子浓度非常低������虼似渎┑缌骱腿仍晟�嗟钡停�稍��℃的较高温度下工作;击穿电压���/��撸黄骷�票腹ひ辗浅<虻ィ�挥弥谱�反偏��峋湍芑竦酶叩脑亓髯颖ズ退俣群透叩募鞘�誓芰Α�载流子迁移率高�缱樱�������ǎ�昭ǎ�������。其电荷收集时间比硅探测器快�丁�介电系数