發(fā)布時(shí)間：2021-07-31 14:21

　　以GaN材料為代表的第三代寬禁帶半導(dǎo)體材料具有耐高壓、耐高溫、強(qiáng)抗輻射性等優(yōu)點(diǎn),這些良好的特性使其能夠應(yīng)用到核輻射探測領(lǐng)域,采用寬禁帶半導(dǎo)體材料設(shè)計(jì)出新型結(jié)構(gòu)的器件對于推動(dòng)半導(dǎo)體材料器件的發(fā)展有著積極而重要的作用。本文采用一種新型GaN/Alx Ga1-x N結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)出PIN型核輻射探測器,首先從理論上分析了GaN/Alx Ga1-x N基核輻射探測器的工作原理,然后在理論分析計(jì)算的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)出探測器結(jié)構(gòu)參數(shù)并采用Visual-TCAD仿真軟件構(gòu)建器件結(jié)構(gòu)并進(jìn)行電學(xué)與Alpha粒子特性仿真。電學(xué)特性仿真方面從器件的能帶結(jié)構(gòu)、正反I-V特性、電勢結(jié)構(gòu)、載流子分布等方面詳細(xì)分析探測器的機(jī)理特性。本文主要詳細(xì)研究了探測器的Alpha粒子特性,采用最常用的入射能量為5.486Mev的α粒子對探測器進(jìn)行粒子特性仿真,分析結(jié)果后在理論設(shè)計(jì)方案的基礎(chǔ)上,對探測器P-I-N三個(gè)區(qū)域的厚度和摻雜濃度逐一進(jìn)行多組數(shù)據(jù)仿真并對比進(jìn)一步進(jìn)行優(yōu)化,以分辨時(shí)間、能量沉積率以及電荷收集能力三個(gè)性能參數(shù)為指標(biāo)綜合分析考慮不同參數(shù)設(shè)計(jì)對探測器性能的影響,結(jié)果表明窗口層和耗盡層的厚度、摻雜濃度對探測器的時(shí)間響應(yīng)特性以及電... 

【文章來源】：東華理工大學(xué)江西省

【文章頁數(shù)】：70 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

不同頻率波長的電磁波譜

圖 1.2 電子在不同氣體中的漂移速度Figure 1.2 The drift velocity of electrons in different gases閃爍體核輻射探測器爍體探測器是利用輻射源在某些物質(zhì)中產(chǎn)生的閃光來探測電離輻射。與測器不同之處在于當(dāng)輻射粒子到達(dá)閃爍體反應(yīng)區(qū)域，由于碰撞等損失的爍體區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)，熒光物質(zhì)的原子和分子將會被電離，受激原子長在可見光波段的熒光，熒光光子被收集到光電倍增管( PMT )的光陰效應(yīng)打出光電子，電子運(yùn)動(dòng)并倍增，光電子在倍增管中會被放大，并在輸出信號被記錄下來，通過分析記錄下來的數(shù)據(jù)信號，就可以分析射入結(jié)構(gòu)圖如圖 1.3 所示,閃爍體探測器具有探測效率高，能量分辨率好等特用在科研、環(huán)境監(jiān)測等方面[8]。

圖 1.2 電子在不同氣體中的漂移速度Figure 1.2 The drift velocity of electrons in different gases閃爍體核輻射探測器爍體探測器是利用輻射源在某些物質(zhì)中產(chǎn)生的閃光來探測電離輻射。與氣體測器不同之處在于當(dāng)輻射粒子到達(dá)閃爍體反應(yīng)區(qū)域，由于碰撞等損失的能量爍體區(qū)域內(nèi)的熒光物質(zhì)，熒光物質(zhì)的原子和分子將會被電離，受激原子退激長在可見光波段的熒光，熒光光子被收集到光電倍增管( PMT )的光陰極，效應(yīng)打出光電子，電子運(yùn)動(dòng)并倍增，光電子在倍增管中會被放大，并在陽極輸出信號被記錄下來，通過分析記錄下來的數(shù)據(jù)信號，就可以分析射入的輻結(jié)構(gòu)圖如圖 1.3 所示,閃爍體探測器具有探測效率高，能量分辨率好等特點(diǎn)，用在科研、環(huán)境監(jiān)測等方面[8]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3313624