碲鋅鎘的應(yīng)用領(lǐng)域
碲鋅鎘,簡(jiǎn)寫為CZT。CZT晶體是寬禁帶II-VI族化合物半導(dǎo)體,隨著Zn加入量的不同,熔點(diǎn)在1092到1295攝氏度之間變化。被廣泛用作紅外探測(cè)器的外延襯底和室溫核輻射探測(cè)器等,它具有優(yōu)異的光電性能,可以在室溫狀態(tài)下直接將X射線和γ射線轉(zhuǎn)光子變?yōu)殡娮?,是迄今為止制造室溫X射線及γ射線探測(cè)器最為理想的半導(dǎo)體材料。與硅和鍺檢波器相比,晶體是唯一能在室溫狀態(tài)下工作并且能處理兩百萬(wàn)光子/(s·mm)的半導(dǎo)體。另外,晶體分光率勝過(guò)所有能買到的分光鏡。探測(cè)器的諸多優(yōu)點(diǎn),使得它得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,核安全、環(huán)境監(jiān)測(cè)、天體物理等領(lǐng)域均有應(yīng)用。在科學(xué)研究方面,探測(cè)器在高能物理學(xué)方面有很大的應(yīng)用前景,例如它可用于高能粒子的加速系統(tǒng)?;衔锇雽?dǎo)體探測(cè)器具有很大的競(jìng)爭(zhēng)力,可以預(yù)料在粒子物理方面的應(yīng)用會(huì)得到很大發(fā)展。此外,探測(cè)器在天文物理研究方面也具有廣闊的應(yīng)用前景。當(dāng)前,探測(cè)器的研究是一項(xiàng)意義重大、影響深遠(yuǎn)的新課題,其本身也處于一個(gè)迅速發(fā)展的階段。其最早開(kāi)始于1991年,由于其高分辨率的潛質(zhì)以及可以在室溫下操作的顯著特性,曾引起業(yè)界的轟動(dòng)。但自那以后,基質(zhì)探測(cè)器幾乎沒(méi)有什么突出的進(jìn)展。2000年,生長(zhǎng)工藝的一項(xiàng)新進(jìn)展使得更大型晶體的生產(chǎn)成為可能,但是由于其晶體內(nèi)的雜質(zhì)存在,其分辨率仍然不好。美國(guó)布魯克海文國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(BNL)在晶體探測(cè)技術(shù)方面取得了突破性進(jìn)展,有可能大大改進(jìn)遠(yuǎn)距離探測(cè)核輻射物質(zhì)的技術(shù)。該實(shí)驗(yàn)室的科學(xué)家使用國(guó)家同步加速光源測(cè)試發(fā)現(xiàn),以往未被注意到的晶體內(nèi)的“死區(qū)”,造成晶體結(jié)構(gòu)內(nèi)大量碲沉積,大大降低γ射線分辨率。BNL的科學(xué)家發(fā)現(xiàn),通過(guò)發(fā)現(xiàn)和去除“死區(qū)”能夠提高分辨率,從而制作出更大型、更精確的基質(zhì)核輻射物質(zhì)探測(cè)器。雖然探測(cè)器的分辨率尚不能與鍺探測(cè)器相比,但卻大大高于碘化鈉探測(cè)器。當(dāng)前,探測(cè)器兩個(gè)重要發(fā)展方向是:多塊大體積并行探測(cè)器和面元陣列探測(cè)器。前者由多塊體積大于1cm的晶體陣列組成,這類探測(cè)器解決了單個(gè)探測(cè)器體積小,總探測(cè)效率低的缺點(diǎn),大大縮短了測(cè)量時(shí)間,尤其適于便攜式譜儀系統(tǒng),可應(yīng)用于環(huán)境、港口、鐵路貨物等的放射性監(jiān)測(cè)。后者是由晶體面元陣列組成,主要應(yīng)用于核醫(yī)學(xué)、天體物理等領(lǐng)域的能譜成像。