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。