テルル化カドミウムによる高エネルギー分解能放射線画像検出器の開発

碲化镉高能分辨率辐射图像探测器的研制

• 批准号: 15760038
• 负责人: NIRAULA Madan
• 金额: $ 2.05万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2003
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2003 至 2005
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-15760038/
• 关键词: 放射線検出器; CdTeバルク結晶; エネルギー分解能; 電極構造; 表面漏れ電流; エマシマレーザープロセシング; CdTe バルク結晶; 画像検出器

本研究では高い空間及びエネルギー分解能、高い検出効率を有する高性能放射線検出器を実現することを目的とし、CdTe半導体結晶を用いて検出器の作成を行った。CdTeは放射線に対する吸収係数が大きく、また禁制帯幅が大きいため常温動作可能な検出器を作製できる。しかしながら、CdTe検出器では電子と正孔の移動度と寿命差に起因する検出感度の低下や、エネルギー分解能劣化などの問題がある。それを解決するため本研究では新規の電極構造である微小収束型電極構造を持つ検出素子の検討を行った。今年度は昨年度得た成果を基に電極構造、検出器作製の最適化を行い、さらにこの検出器アレイ化について検討した。また、大規模アレイ作製に必要な素子分離に適用できるレーザーアブレーション技術の検討を行った。検出器作製技術の改良により単一検出器及び小規模アレイ(2x2素子)の検出特性の向上を達成できた。その結果は従来の結晶表面と表面に平面電極を形成した構造の検出器より優れた検出特性を持っていることが確認できた。また、検出器アレイでは素子間の特性のばらつきがなく、均等な検出特性が得られた。一方、レーザーアブレーションによるアレイの素子分離では結晶上に金属マスクを置きKrFエキシマレーザー照射することにより深いトレンチが形成可能であることを確認した。また、レーザー照射がCdTe結晶内に及ばす影響が少ないことが電気特性から明らかになった。以上の結果は来年度アメリカに開催予定の放射線検出器に関する国際会議に報告する予定である。

这项研究旨在实现具有高空间和能量分辨率和高检测效率的高性能辐射检测器，并使用CDTE半导体晶体准备检测器。 CDTE具有较大的辐射吸收系数和大型禁止带宽度，因此可以制造可以在室温下运行的检测器。但是，CDTE检测器存在问题，例如由于电子和孔的迁移率和寿命差异以及能量分辨率的恶化而导致检测灵敏度的降低。为了解决此问题，本研究研究了一种新的电极结构，这是一种具有微量量值电极结构的检测元件。今年，我们根据去年获得的结果优化了电极结构和检测器制造，并进一步考虑了检测器阵列。此外，我们研究了一种激光消融技术，该技术可以应用于大规模阵列制造所需的元素隔离。改进的检测器制造技术已得到改进，以实现单个检测器和小型阵列（2x2元素）的改进检测特性。结果证实，检测器的检测特性比传统检测器具有较高的检测特性，其结构在晶体和表面表面形成了平面电极。此外，在检测器阵列中，元素之间的特征没有变化，并且获得了均匀的检测特征。另一方面，在通过激光消融将阵列分离时，可以通过将金属面膜放在晶体上并照射KRF Excimer激光器来形成深沟。此外，从电气特征中揭示了激光照射对CDTE晶体的影响很小。上述结果将报告给原定于明年在美国举行的国际辐射探测器会议。

项目成果

M.Niraula, K.Yasuda, Y.Agata, A.Nakamura, T.Aoki, Y.Hatanaka: "Development of CdTe Nuclear Radiation Detectors for Spectroscopy and Imaging Applications"IEEE 2003- 13^<th> International Workshop on Room-Temperature Semiconductor X-and Gamma-Ray Detectors

M.Niraula、K.Yasuda、Y.Agata、A.Nakamura、T.Aoki、Y.Hatanaka：“用于光谱学和成像应用的 CdTe 核辐射探测器的开发”IEEE 2003- 13^<th> 国际室内研讨会

M.Niraula, Y.Agata, K.Yasuda, A.Nakamura, T.Aoki, Y.Hatanaka: "Surface processing of CdTe crystals by an excimer laser and its application in fabricating nuclear radiation detectors"physica status solidi (c). 1.(4). 1071-1074 (2004)

M.Niraula、Y.Agata、K.Yasuda、A.Nakamura、T.Aoki、Y.Hatanaka：“准分子激光器对 CdTe 晶体进行表面处理及其在制造核辐射探测器中的应用”固体物理状态 (c)。

Study of Multi-Electrodes Structure in CdTe Nuclear Radiation Detectors

CdTe核辐射探测器多电极结构研究

• 发表时间: 2004
• 期刊: IEEE 2004- 14^<th> International Workshop on Room-Temperature Semiconductor X-and Gamma-Ray Detectors Conference Record
• 作者: M.Niraula;Y.Agata;K.Yasuda
• 通讯作者: K.Yasuda