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碲锌镉的应用领域

发布时间:2018/05/22
碲锌镉的应用领域

  碲锌镉,简写为CZT。CZT晶体是宽禁带II-VI族化合物半导体,随着Zn加入量的不同,熔点在1092到1295摄氏度之间变化。被广泛用作红外探测器的外延衬底和室温核辐射探测器等,它具有优异的光电性能,可以在室温状态下直接将X射线和γ射线转光子变为电子,是迄今为止制造室温X射线及γ射线探测器最为理想的半导体材料。与硅和锗检波器相比,晶体是唯一能在室温状态下工作并且能处理两百万光子/(s·mm)的半导体。另外,晶体分光率胜过所有能买到的分光镜。探测器的诸多优点,使得它得到了越来越广泛的应用,核安全、环境监测、天体物理等领域均有应用。在科学研究方面,探测器在高能物理学方面有很大的应用前景,例如它可用于高能粒子的加速系统。化合物半导体探测器具有很大的竞争力,可以预料在粒子物理方面的应用会得到很大发展。此外,探测器在天文物理研究方面也具有广阔的应用前景。当前,探测器的研究是一项意义重大、影响深远的新课题,其本身也处于一个迅速发展的阶段。其最早开始于1991年,由于其高分辨率的潜质以及可以在室温下操作的显著特性,曾引起业界的轰动。但自那以后,基质探测器几乎没有什么突出的进展。2000年,生长工艺的一项新进展使得更大型晶体的生产成为可能,但是由于其晶体内的杂质存在,其分辨率仍然不好。美国布鲁克海文国家实验室(BNL)在晶体探测技术方面取得了突破性进展,有可能大大改进远距离探测核辐射物质的技术。该实验室的科学家使用国家同步加速光源测试发现,以往未被注意到的晶体内的“死区”,造成晶体结构内大量碲沉积,大大降低γ射线分辨率。BNL的科学家发现,通过发现和去除“死区”能够提高分辨率,从而制作出更大型、更精确的基质核辐射物质探测器。虽然探测器的分辨率尚不能与锗探测器相比,但却大大高于碘化钠探测器。当前,探测器两个重要发展方向是:多块大体积并行探测器和面元阵列探测器。前者由多块体积大于1cm的晶体阵列组成,这类探测器解决了单个探测器体积小,总探测效率低的缺点,大大缩短了测量时间,尤其适于便携式谱仪系统,可应用于环境、港口、铁路货物等的放射性监测。后者是由晶体面元阵列组成,主要应用于核医学、天体物理等领域的能谱成像。