研究目的
开发采用B和Ga共掺杂ZnO接触层的CdZnTe厚膜辐射探测器,以提高其稳定性和性能。
研究成果
BGZO/CdZnTe/BGZO结构展现出良好的欧姆接触与附着性,该辐射探测器对60KeVγ射线实现了25%的能量分辨率,经进一步薄膜质量提升后,适用于未来大面积、低成本的成像应用。
研究不足
25%的能量分辨率低于单晶CdZnTe探测器(通常<10%),表明薄膜质量存在改进空间。该研究仅限于特定沉积条件,可能无法推广至其他参数或更大规模。
1:实验设计与方法选择:
本研究采用近空间升华法(CSS)生长CdZnTe薄膜,射频磁控溅射法沉积BGZO薄膜,以获得高质量薄膜和良好欧姆接触。
2:样品选择与数据来源:
在玻璃衬底上制备BGZO薄膜(20×20 mm2,300 nm厚);使用高纯度CdZnTe粉末在其上生长CdZnTe厚膜。
3:实验设备与材料清单:
设备包括射频磁控溅射系统、CSS装置、机械抛光机、X射线衍射仪(CuKα1,λ=0.15406 nm)、拉曼光谱仪(Horiba JY HR800UV,Ar+激光器,514.5 nm)、扫描电镜(JSM-7500F)、能谱仪、霍尔测量系统(Accent型号HL5500PC)、Keithley 4200 A-SCS、Ortec多道脉冲高度分析仪。材料包括ZnO陶瓷靶材(99.99%纯度,掺杂0.5 wt%硼和2.5 wt%镓)、CdZnTe多晶粉末(99.9999%纯度)及241Am γ源。
4:15406 nm)、拉曼光谱仪(Horiba JY HR800UV,Ar+激光器,5 nm)、扫描电镜(JSM-7500F)、能谱仪、霍尔测量系统(Accent型号HL5500PC)、Keithley 4200 A-SCS、Ortec多道脉冲高度分析仪。材料包括ZnO陶瓷靶材(99%纯度,掺杂5 wt%硼和5 wt%镓)、CdZnTe多晶粉末(9999%纯度)及241Am γ源。 实验步骤与操作流程:
4. 实验步骤与操作流程:BGZO薄膜在6 mTorr真空和150 W功率下溅射。CdZnTe薄膜通过CSS在2 Pa压力、源温度600°C、衬底温度400°C、距离4 mm条件下生长3小时。薄膜经抛光、清洗后沉积顶部BGZO电极。表征包括XRD、拉曼、SEM、EDS、霍尔测量、I-V测试及Ortec系统的辐射探测。
5:数据分析方法:
XRD分析结晶性,拉曼评估质量,SEM观察形貌,EDS测定成分,霍尔测量电学性能,I-V拟合欧姆接触系数,脉冲高度分析能量分辨率。
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获取完整内容-
Scanning electron microscope
JSM-7500F
JEOL
Used for SEM imaging and EDS analysis.
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Semiconductor characterization system
Keithley 4200 A-SCS
Keithley
Used to characterize contact properties of electrodes.
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RF-magnetron sputtering system
Used for depositing BGZO films.
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Close-spaced sublimation system
CSS
Used for growing CdZnTe thick films.
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X-ray diffractometer
XRD with CuKα1, λ=0.15406 nm
Used to investigate the crystallinity of CdZnTe films.
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Raman spectrometer
Horiba JY HR800UV
Horiba
Used for Raman spectroscopy of CdZnTe films.
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Hall measurement system
Accent HL5500PC
Accent
Used to measure electrical properties of BGZO films via Van der Pauw method.
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Multichannel pulse-height analyzer
Ortec
Ortec
Used to test pulse-height spectra of radiation detectors.
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γ-ray source
241Am
Used as a radiation source for detector testing.
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