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文档简介
1、 杨自强前言、半导体探测器的简介1、CdTe、CdZnTe探测器简介2、探测器噪音的处理方法3、应用发展方面工作原理:在反向偏压下,半导体PN结形成一个具有一定厚度的耗尽层,当射线入射到耗尽区时,射线和物质相互作用,产生电子一空穴对。产生一电子一空穴对所需要的能量,在硅中为360eV,在锗中为295eV。电子与空穴在耗尽区电场作用下,分别向两极运4CdTe核辐射探测器输出信号的噪声处理方法动而被收集从而产生脉冲信号,其原理图见图13射线产生的电压脉冲u正比于入射射线在耗尽区中所损耗的能量,即由于CdZnTe单晶的电阻率较高10”ncm,而电子和空穴的寿命差别较大(r,=19s、r。=005,u
2、s、(F,)e=310 cm2,v、(“,)h=10。cm2V),为使由CdZnTe单晶制备出的探测器有较好的性能,所以对CdZnTe探测器进行较多类型的研究。根据制备工艺来分,可分为对称电极MSM的匀质体电导型探测器和电极不对称的共平栅结构(CPG)、捕获结构(CAP)、电容弗里希栅(CFG)以及P-N结的MaN,PiN和异质结的二极管结构等。CdZnTe探测器:Cd Te 晶 体 通 常 采 用 移 动 加 热 方 法( Trav eling Hea ter M ethods)制备。由于生产工艺不同 , CdTe晶体相对 Cd Zn Te晶体更适合于大量生产 ,具有较好的一致性和可重复性
3、,价格也比较便宜 ;而 CdZnTe晶体中 Zn离子的掺入加宽了禁带能宽 ,提高了电阻率 ,减小了室温下暗电流 ,因此具有比 Cd Te晶体更好的电子输运性能。 同时这两种晶体都存在载流子收集不完全而导致的空穴尾迹 ,成为探测器能谱性能受限制的主要原因 ,2)弗里希电容栅格结构电极。 这类电极用于共面 CdZn Te探测器 ,采用两个标准的电极 ,侧面金属层与阴极相连 ,与晶体之间有薄绝缘层隔离。这种结构不改变晶体内固有电场 ,只影响感应电场 ,侧面的金属层可以延伸很长。实验测得采用这种电极的探测器空穴低能尾巴可以得到较好的改善 , 1275keV 的能量分辨率可达到 1. 8 % ,比较适于
4、厚度大的探测器。通过优化侧面金属层的几何尺寸 , 662keV的能量分辨率可达到 1%。噪声的来源:1.波形分类法: 波形分类法是利用前沿波形的某些信息对实际波形进行分组和平均,再用每组的平均波形来代替这组的各个实际波形,从而达到减小噪声的目的。其中利用时间信息分组的波形分类法在处理大量的有复杂形状的波形上得到广泛应用,但它在每组的相似波形数目和每个平均波形的噪声大小方面缺少稳定性。于是我们又发展了一种利用前沿波形的脉冲幅度信息对信号波形进行分组的波形分类法,它可以弥补利用时间信息分组的波形分类法的不足。2、模型匹配法: 模型匹配法是利用最小剩余值来找到跟实际波形相匹配的无噪声的参考波形,并用它来代替有噪声的实际波形,从而消除实际波形的噪声的方法。特点: 做无损检测、电子显微镜和特征X射线荧光分析,其特点是:探测效率高、用Am源激发测L系列元素的特征X射线和用”co或”cd源激发测K系列元素的特征x射线。可用于环保中检查有毒
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