基于(100)定向金刚石薄膜的辐射探测器研究

摘要： 采用微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）方法制备了100μm米厚高质量(100)定向金刚石薄膜. 利用(100)定向金刚石薄膜成功制备了α粒子探测器, -100V偏压下电荷平均收集效率为37.7%, 最大的电荷收集效率达到60%以上. 在此基础上, 通过在α粒子探测器条状电极面蒸镀一层合适厚度的硼(10B)膜转化层, 成功研制了金刚石中子探测器. 镀硼之后探测器对中子有明显的响应, 在1V/μm电场下, 对252Cf中子的能量分辨率达到9.3%,探测效率达到1.67%. 同时还研究了电场强度和硼(10B)层厚度对器件探测效率的影响规律. 在厚度<1.5μm时, 随着厚度的增加, 探测效率上升, 当厚度>1.5μm时, 探测效率下降.