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GaN具有禁带宽、共价键键能大、熔点高、击穿场强大、抗腐蚀和抗辐射强度高等优良性能。虽然常规的Si基核探测器的性能已经非常优异,但是在高辐射强度的探测领域,根本没有办法正常工作。因此,研究GaN基PIN型核辐射探测器的制备方法与辐射性能具有非常重要和深远的意义。 首先,本论文研究了GaN PIN型材料的生长过程,测试了材料的XRD和PL来表征材料的晶体质量。基于软件crosslight中的.APSYS模块,对GaN基PIN型探测器的电学性能进行了仿真模拟,与实验数据对比发现吻合很好。基于GaN基PIN型外延材料,使用微纳加工技术成功制备出了PIN型室温核辐射探测器。 其次,本论文研究了在N型GaN和P型GaN材料上做欧姆接触的方法,包括合金方案和退火工艺。采用一次蒸镀Ti(20nm)/A1(20nm)/Ti(20nm)/Au(300nm)结构和Ni(25nnl)/Au(25nm)作为N型GaN材料的欧姆接触和P型GaN材料的欧姆接触合金化方案,发现N型和P型退火温度分别为850℃和500℃最好,比接触电阻率分别为6.302×10-6Ω·cm2和8.799x10-4Ω·cm2,达到了探测器的要求。 最后,本论文测试了GaN基PIN型核辐射探测器的电学特性,包括Ⅰ-Ⅴ特性和C-V特性,得到反偏电压为30V时,电流密度为1.4×10-7A/cm2,本征区掺杂浓度为1.43x1015cm-3左右;辐射响应包括α粒子能谱响应曲线,β粒子响应曲线和X射线光电流响应曲线,得到GaN基PIN型核辐射探测器对于241Am产生的α粒子的电荷收集效率为75.2％,能量分辨率为40％左右;探测器对于63Ni产生的β粒子电荷收集效率最高为95.3％,灵敏度最高为0.05pA/B;对于X射线的光电流与暗电流之比可以达到27.7,但是响应时间为125s。