硅基半導(dǎo)體探測(cè)器因其響應(yīng)速度快、靈敏度高、易于集成等特點(diǎn),廣泛應(yīng)用于光子及輻射環(huán)境下高能粒子的探測(cè)。其應(yīng)用范圍包括航天航空、科學(xué)研究、工業(yè)領(lǐng)域、環(huán)境監(jiān)測(cè)、有色金屬、冶金、食品、考古、核輻射監(jiān)測(cè)等行業(yè)。典型的輻射環(huán)境應(yīng)用為高能物理實(shí)驗(yàn),如歐洲核子研究中心(CERN)的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)(LHC)實(shí)驗(yàn)中的ATLAS與CMS探測(cè)器。本研究立足于超純高阻硅材料,在傳統(tǒng)探測(cè)器結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上,對(duì)新型硅探測(cè)器進(jìn)行研究,包括對(duì)大面積硅漂移探測(cè)器(Silicon Drift Detector,SDD)進(jìn)行研發(fā)制作與電學(xué)性能測(cè)試,對(duì)新穎三維溝槽電極探測(cè)器(3D-Trench Electrode Detector)以及超快響應(yīng)三維電極探測(cè)器(Ultra-fast 3D Detector)進(jìn)行建模仿真。1.硅漂移探測(cè)器載流子的收集方式不同于傳統(tǒng)平面探測(cè)器,電場(chǎng)獨(dú)立于耗盡場(chǎng)負(fù)責(zé)電荷的傳輸(漂移),這種載流子傳輸方式使硅漂移探測(cè)器收集陽(yáng)極面積小,且獨(dú)立于探測(cè)器單元面積。即使探測(cè)器單元面積增大到厘米級(jí)別,其極小陽(yáng)極電容也會(huì)成為減少與前置放大電路串聯(lián)噪聲的因素而提高探測(cè)器系統(tǒng)整體噪聲表現(xiàn),提高能量分辨率。探測(cè)器使用的材料為超...

【文章頁(yè)數(shù)】：153 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
        1.1.1 半導(dǎo)體硅及硅探測(cè)器
        1.1.2 硅探測(cè)器的分類
    1.2 硅探測(cè)器的應(yīng)用
        1.2.1 在航天航空、深空探測(cè)、宇宙探索等領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.2.2 在重大物理實(shí)驗(yàn)領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.2.3 在醫(yī)學(xué)、X射線成像等領(lǐng)域的應(yīng)用
        1.2.4 在軍事工業(yè)等領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.3 主要內(nèi)容及創(chuàng)新點(diǎn)
        1.3.1 本文的主要內(nèi)容
        1.3.2 本文的重要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
第2章 大面積硅漂移探測(cè)器單元設(shè)計(jì)優(yōu)化、仿真、制作與電學(xué)測(cè)試
    2.1 硅漂移探測(cè)器的研發(fā)背景
        2.1.1 硅漂移探測(cè)器的發(fā)展與應(yīng)用
        2.1.2 大面積(314 mm²以上)硅漂移探測(cè)器創(chuàng)新點(diǎn)
    2.2 大面積(314 mm²以上)雙面螺旋狀六邊形硅漂移探測(cè)器
        2.2.1 設(shè)計(jì)優(yōu)化與電學(xué)特性仿真
        2.2.2 掩膜版設(shè)計(jì)及制作
        2.2.3 大面積硅漂移探測(cè)器制作工藝研究
        2.2.4 電學(xué)性能測(cè)試
    2.3 小結(jié)
第3章 新穎三維溝槽電極硅探測(cè)器設(shè)計(jì)與仿真
    3.1 三維電極硅探測(cè)器的研發(fā)背景
        3.1.1 三維電極硅探測(cè)器的發(fā)展及應(yīng)用
        3.1.2 TCAD仿真軟件介紹
        3.1.3 新穎三維溝槽電極硅探測(cè)器創(chuàng)新點(diǎn)與前景分析
    3.2 新穎三維溝槽電極硅探測(cè)器研究
        3.2.1 新穎三維溝槽電極硅探測(cè)器的設(shè)計(jì)優(yōu)化
        3.2.2 輻射環(huán)境下開(kāi)闔式盒形電極硅探測(cè)器的仿真結(jié)果及分析
    3.3 小結(jié)
第4章 超快響應(yīng)的三維電極硅探測(cè)器設(shè)計(jì)與仿真
    4.1 快響應(yīng)硅探測(cè)器的研發(fā)背景
        4.1.1 發(fā)展過(guò)程及應(yīng)用
        4.1.2 本章創(chuàng)新點(diǎn)與前景分析
    4.2 三維柱狀電極與三維溝槽電極的超快響應(yīng)硅探測(cè)器
        4.2.1 超快響應(yīng)的三維柱狀電極硅探測(cè)器
        4.2.2 超快響應(yīng)的三維溝槽電極硅探測(cè)器
    4.3 小結(jié)
第5章 總結(jié)與展望
    5.1 論文總結(jié)
    5.2 工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡(jiǎn)歷
攻讀博士學(xué)位期間成果目錄



本文編號(hào)：3792899