系统开展了CVD金刚石薄膜探测器研制和相关技术研究。设计、制作了近20枚CVD金刚石薄膜探测器,其主要性能达到国际前沿水平。对探测器的暗电流、时间响应、能量响应性能(对X/γ射线、中子、带电粒子)、电荷收集效率、耐辐照性能等进行了系统的理论和实验研究,并在多种大型装置上开展了探测器在脉冲辐射场测量中的应用研究。结果表明,探测器暗电流在皮安、纳安量级,探测器对不同射线的响应性能良好、n/γ分辨高(>10),时间响应快(脉冲上升时间几纳秒),电荷收集效率高(a粒子电荷收集效率33.5%,1.25MeV γ射线诱发电子的电荷收集效率55%,在PUMP状态时达69%)、对质子和γ射线耐辐照性能良好,在强光一号、Z箍缩、DPF、正负电子对撞机等大型核装置射线诊断中获得可信结果。在实验中观察到多晶CVD金刚石探测器对γ射线的PUMP效应并对其进行仔细研究,探索出采用电子平衡片方法准确测量薄型探测器γ射线灵敏度的实验方法,成果超预期。
英文主题词CVD;diamond;detector;radiation detection;semiconductor