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[2018年IEEE核科学研讨会与医学成像会议（NSS/MIC） - 澳大利亚悉尼（2018.11.10-2018.11.17）] 2018年IEEE核科学研讨会与医学成像会议论文集（NSS/MIC） - 同步辐射XPS揭示CdTe二极管探测器中的激光掺杂层

DOI：10.1109/NSSMIC.2018.8824565 出版年份：2018 更新时间：2025-09-11 14:15:04
摘要： 采用650电子伏特同步辐射X射线光电子能谱(XPS)研究了激光诱导掺杂技术制备的CdTe二极管型X/γ射线探测器改性表面。预涂铟掺杂膜的半绝缘(111)取向类p型CdTe单晶经YAG:Nd激光(λ=1064 nm)纳秒脉冲辐照。通过从铟侧或透过对该波长透明的半导体对金属化样品进行激光辐照，实现了In/CdTe界面激活与掺杂。前者归因于激光诱导应力波和冲击波将铟原子掺入CdTe表层；后者则因激光辐射被沉积的薄层铟掺杂膜强烈吸收，且CdTe溶于熔融铟中，从而直接作用于In/CdTe界面?；陔怖胱咏ι浜笮纬傻腎n/CdTe二极管结构XPS谱中高分辨In 3d和Cd 3d峰，分析了铟镉原子深度分布及界面化学键合状态，解析了改性CdTe层的化学计量比与电子结构转变。所制备In/CdTe/Au二极管的整流特性源于激光诱导固相或液相掺杂形成的富铟亚微米层——分别取决于从金属化侧或半导体侧辐照In/CdTe结构。该In/CdTe/Au二极管在X/γ射线探测应用方面展现出良好前景。
作者： Kateryna Zelenska，Volodymyr Gnatyuk，Hideki Nakajima，Wisanu Pecharapa，Toru Aoki
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

利用650电子伏特同步辐射X射线光电子能谱(XPS)研究激光诱导掺杂技术制备的CdTe二极管型X/γ射线探测器中的改性表面。

研究成果

该研究成功揭示了采用激光辅助掺杂技术形成p-n结的In/CdTe/Au二极管结构中，In/CdTe界面附近In掺杂原子向CdTe中的相互渗透以及Cd原子向沉积In膜中的相互渗透现象。所制备的In/CdTe/Au二极管展现出良好的整流特性，适用于X/γ射线探测器应用。

研究不足

该研究聚焦于CdTe二极管探测器的表面改性与掺杂效应，但分析深度受限于XPS技术对极薄层（几纳米）的灵敏度。激光参数与掺杂条件对探测器性能的影响尚未充分探究。

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