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掺铟碲锌镉探测器的时间脉冲X射线响应

DOI：10.1088/1674-1056/27/12/127202 期刊：Chinese Physics B 出版年份：2018 更新时间：2025-09-23 15:23:52
摘要： 采用超快脉冲X射线源评估了室温下碲锌镉（CZT）晶体的时间响应特性。基于多陷阱效应从微观层面建立了CZT单晶中载流子弛豫动力学模型，研究了辐照通量与偏置电压对瞬态电流幅值及半高宽（FWHM）的影响。结果表明该时间响应过程受缺陷能级占据分数调控，在高达2.78×10?光子·毫米?2·秒?1的强脉冲X射线辐照下可实现快速光电流响应。同时发现高偏置电压通过抑制结构缺陷的载流子俘获作用增强退陷阱效应，从而改善CZT探测器的时间响应性能。
作者： Rong-Rong Guo，Ya-Dong Xu，Gang-Qiang Zha，Tao Wang，Wan-Qi Jie
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

为评估碲锌镉（CZT）晶体在超快脉冲X射线辐照下的时间响应特性，基于多陷阱效应建立载流子弛豫动力学模型，并探究辐照通量与偏置电压对瞬态电流幅值及半高宽的影响。

研究成果

CZT探测器的瞬态响应上升时间为2纳秒，显示出优异的时间分辨率。载流子弛豫过程受多陷阱效应支配，其中复合过程导致快速衰减，而退陷阱过程导致缓慢衰减。当X射线通量超过2.78×10^9光子/毫米2·秒时会产生极化效应并降低效率，而高偏置电压通过增强退陷阱作用和减少缺陷陷阱效应来改善响应性能。

研究不足

该研究在室温下进行，可能未考虑温度变化的影响。X射线源的能量范围有限（40千电子伏至70千电子伏），且模型将缺陷能级简化为两种类型，可能忽略复杂的缺陷相互作用。高注量下的极化效应是探测器性能的限制因素。

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