研究目的
研究采用还原氧化石墨烯/金（RGO/Au）新型电极结构修饰多晶金刚石薄膜（PCDs），相较于传统Ti/Pt/Au电极，旨在改善欧姆接触并提升α粒子探测器性能。
研究成果
RGO/Au电极结构显著降低了接触电阻，提升了基于PCDs的α粒子探测器性能，与Ti/Pt/Au电极相比展现出更高的光电流和更优的能量分辨率。这为增强探测器性能提供了可行方法，在辐射探测和高频电子领域具有应用潜力。未来工作应聚焦于优化金刚石与石墨烯质量及制备工艺。
研究不足
该研究采用多晶金刚石薄膜，其晶界限制了能量分辨率（相比单晶金刚石）?；乖趸┍∧ひ蚨嗑Ы鸶帐砻娲植诙嬖诙嗖憬峁辜扒痹诩湎?，这些方面可进行优化。当前实现的能量分辨率（11.9%和24%）不及单晶探测器（<2%）。未来需进一步研究单晶金刚石上合成石墨烯的生长技术，以提升材料质量与接触性能。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）技术在硅衬底上沉积(111)晶向多晶金刚石薄膜（PCDs）。制备了还原氧化石墨烯（RGO）/金新型电极结构，并与传统钛/铂/金电极进行对比。通过圆形传输线模型（CTLM）测量接触电阻。在241Am源的α粒子辐照下制备并测试探测器。
2：样品选择与数据来源：
PCDs生长于特定尺寸（2×2×0.5 mm3）的硅衬底。氧化石墨烯（GO）溶液购自苏州碳丰石墨烯科技有限公司。样品制备包含不同电极结构（RGO/Au和Ti/Pt/Au）。
3：5 mm3）的硅衬底。氧化石墨烯（GO）溶液购自苏州碳丰石墨烯科技有限公司。样品制备包含不同电极结构（RGO/Au和Ti/Pt/Au）。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：MPCVD系统（ARDIS-100）、旋涂仪、石英管式炉、电子束蒸发镀膜机、光刻设备、扫描电镜（JEOL LTD JSM-7500F）、X射线衍射仪（D/MAX 2200）、拉曼光谱仪（JY, HR800UV）、电荷前置放大器（Ortec 142IH）、整形放大器（Ortec 575A）、多道分析器（Ortec Trump-PCI-2K）、吉时利2400半导体特性分析系统、241Am α粒子源。
4：0）、旋涂仪、石英管式炉、电子束蒸发镀膜机、光刻设备、扫描电镜（JEOL LTD JSM-7500F）、X射线衍射仪（D/MAX 2200）、拉曼光谱仪（JY, HR800UV）、电荷前置放大器（Ortec 142IH）、整形放大器（Ortec 575A）、多道分析器（Ortec Trump-PCI-2K）、吉时利2400半导体特性分析系统、241Am α粒子源。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：PCDs沉积后经混酸处理及退火。GO通过旋涂法成膜并还原为RGO。采用电子束蒸发沉积金或钛/铂/金电极。通过光刻制作CTLM结构。完成探测器制备与退火。进行电学及辐射响应测试。
5：数据分析方法：
基于CTLM方程计算接触电阻。测量并比较暗电流、光电流及能量分辨率。采用标准半导体特性分析与光谱技术处理数据。
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获取完整内容-
SEM
JSM-7500F
JEOL LTD
Used for observing cross-section and surface morphology of PCDs.
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Raman spectrometer
HR800UV
JY
Used for studying composition of grown PCDs and RGO, excited by 514.5 nm wavelength laser.
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Semiconductor characterization system
2400
Keithley
Used to measure current-voltage characteristics of detectors.
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MPCVD system
ARDIS-100
Used for depositing poly-crystalline diamond films on Si substrates.
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XRD
D/MAX 2200 diffractometer
Used for analyzing texture orientation of grown PCDs with Cu Kα radiation.
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Charge pre-amplifier
142IH
Ortec
Part of signal analyzing facilities for pulse height spectrum characterization.
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Shaping amplifier
575A
Ortec
Part of signal analyzing facilities with a 2.5 μs shaping time.
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Multichannel analyzer
Trump-PCI-2K
Ortec
Used for multichannel analysis in signal characterization.
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α particle source
241Am
Source of 5.5 MeV α particles for irradiation tests.
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GO solution
Suzhou Tanfeng Graphene Tech. Co., Ltd.
Purchased graphene oxide solution used for fabricating RGO on PCD surfaces.
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