【国内论文】北京师范大学---基于 Ga₂O₃ 的 X 射线探测器在伽马射线辐照下的性能退化

摘要

        在总剂量为 13.5 kGy(Si) 的 γ 射线辐照下，研究了 p-NiO/β-Ga₂O₃ 异质结二极管（HJD）X 射线探测器在 -200 V 偏压条件下的 X 射线响应性能。HJD X 射线探测器的响应性能受其反向偏置下的陷阱辅助导电过程影响，表现为响应电流增加、非线性增强以及较长的响应时间。辐照后，由于 β-Ga₂O₃ 净载流子浓度增加导致更高的电场作用，HJD 的漏电流主要由 Poole–Frenkel 发射（PFE）机制主导。这种导电过程削弱了 HJD X 射线探测器的灵敏度、输出线性度和响应速度。该项研究为 Ga₂O₃ 基辐射探测器的辐射损伤及性能退化机制提供了有价值的见解，并为提高此类探测器的可靠性和稳定性提供了指导。

图 1. (a) 带有 N+ 嵌入式护环的 NiO/ Ga₂O₃ HJD X 射线探测器的制备过程。(b) 将制作好的探测器封装在 PCB 上的示意图。

图 2. 原始和辐照过的 HJD X 射线探测器在 300 K 时的典型 (a) 正向和 (b) 反向 I-V 特性。

DOI：

doi.org/10.3390/mi16030339