采用改进水平布里奇曼法生长的像素化 CZT 探测器的详细研究
天体物理学
2008-11-26 v1
摘要
碲锌镉 (CZT) 探测器材料因其在宽能量范围内的高分辨率而闻名，主要通过两种方法生产：改进高压布里奇曼法 (MHB) 和高压布里奇曼法 (HPB)。本研究基于 Orbotech Medical Solutions Ltd. 公司提供的 MHB CZT 衬底，探测器尺寸为 2.0x2.0x0.5 cm^3，包含 8x8 像素，像素间距为 2.46 mm。先前的研究仅强调阴极材料，表明高功函数可改善低能区的能量分辨率。因此，我们在保持阴极材料不变的情况下研究了阳极材料的影响。我们使用了四种不同材料：铟、钛、铬和金，其功函数介于 4.1 eV 至 5.1 eV 之间。低功函数材料铟和钛取得了最佳性能，能量分辨率分别为：钛在 59 keV 时为 2.0 keV，在 122 keV 时为 1.9 keV；铟在 59 keV 时为 2.1 keV，在 122 keV 时为 2.9 keV。考虑到 2.46 mm 的大像素间距，这些探测器与基于更昂贵的 HPB 材料的探测器相比极具竞争力。我们将探测器响应与三维模拟进行了详细比较，由此确定了电子和空穴的迁移率 - 寿命乘积。最后，我们评估了探测器性能和迁移率 - 寿命乘积的温度依赖性，这对许多应用至关重要。随着温度降低至 -30C，击穿电压增加，而电子迁移率 - 寿命乘积在 20C 至 -30C 范围内下降了约 30%。这导致能量分辨率恶化，但随之增加的击穿电压使得提高施加偏置电压以恢复全性能成为可能。
引用
@article{arxiv.0710.2655,
title = {Detailed Studies of Pixelated CZT Detectors Grown with the Modified Horizontal Bridgman Method},
author = {I. Jung and H. Krawczynski and A. Burger and M. Guo and M. Groza},
journal= {arXiv preprint arXiv:0710.2655},
year = {2008}
}
备注
Accepted for publication in Astroparticle Physics, 25 pages, 13 figures