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碘化汞(HgI2)是一种性能优异的新型室温半导体核辐射探测器材料。其理论电阻率高(约1013Ω·cm)、原子序数大(Hg=80，I=53)、禁带宽度较大(2.13eV)，在室温下暗电流小，对X射线、γ射线能量分辨率好。用它可制成体积小、重量轻并可室温下使用的高能辐射探测器，在环境监测、核医学、安全检查、工业无损检测、核辐射探测、航空航天、天体物理和高能物理等领域有着广泛的应用。本论文首次研究了在超声波作用下在相对较低温度下(<90℃)多晶碘化汞膜的生长工艺，并探讨了多晶膜的表面处理、探测器的电极制备和封装固定等制备工艺及其对器件性能的影响。
采用超声波作用下，在相对较低的温度下(<90℃)，用水浴热壁物理气相沉积(Hot-Wall PVD)薄膜生长装置，在ITO和非晶硅(a-Si)薄膜衬底上生长多晶碘化汞膜。分析讨论了生长工艺参数对多晶膜质量的影响，提出了由沿(001)晶向柱状生长的、大小均匀的、结构完整性好的晶粒，组成的高电阻率(1011Ω·cm)的高质量多晶碘化汞膜的生长参数。用金相显微镜、SEM、XRD、Raman光谱仪等对多晶碘化汞膜进行了表征，结果表明采用超声波作用后能在相对更低的源温度下制备获得多晶膜；在相同的源温度下超声波的作用不仅能明显改善多晶膜的质量而且能提高膜的生长速率。初步分析讨论了超声波对多晶碘化汞膜生长影响的机理。
同时还研究了多晶碘化汞膜室温核辐射探测器的制备工艺，研究表明采用二次表面抛光腐蚀的最佳工艺条件，能有效地降低表面漏电流；研究了器件制备中电极材料的选择、电极的制备方法及其电极接触特性，I-V特性测试表明金和胶体石墨电极与多晶碘化汞膜均形成良好的欧姆接触。对制备的探测器进行了光暗电流、电容频率和能谱响应特性等测试，结果表明所制得的探测器的信噪比较好、暗电流低(nA量级)、电容变化小(0.5-5pF)，且对5.9keV的55FeX射线、5.5MeV的241Amα粒子有良好的能谱响应，能量分辨率分别为4％和6.5％。