【摘 要】
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碳化硅（Silicon carbide,SiC）材料因其优异的性能成为近年来的研究热点。由于碳化硅材料具有位移阈能大、禁带宽度宽、饱和电子漂移速度高等优异性能,是研制体积小、抗辐照、耐
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碳化硅（Silicon carbide,SiC）材料因其优异的性能成为近年来的研究热点。由于碳化硅材料具有位移阈能大、禁带宽度宽、饱和电子漂移速度高等优异性能,是研制体积小、抗辐照、耐高温、响应时间快的探测器的理想材料。近年来,许多国家都逐渐重视基于4H-SiC的中子探测技术研究,国内也有很对研究机构开始从事这方面的研究,但仍处于起步阶段。本文的主要内容就是研究碳化硅中子探测器的性能。本文首先介绍了中子探测以及中子能谱测试的原理及方法,对半导体与中子的反应机理进行了简要的说明,并分析了影响半导体探测器探测性能的主要因素。由于探测器的性能受到很多因素的影响,其反向漏电流特性及C-V特性是其其中较为关键的影响因素,本文主要对这两项指标进行了测试。反向漏电流特性测试结果表明,探测器在施加200V反向电压时漏电流仅为0.95nA。为解决传统阻抗分析仪不适用于半导体探测器C-V特性测试的问题,提出了基于锁定放大器的C-V特性测试方法,使用分立元件搭建测试系统,极大地降低了测试成本。使用标称电容验证系统精度,测量误差在10%以内。探测器电容测试结果表明,电容与尺寸之间符合比例关系,1/C2-V拟合线性度达0.99,探测器耗尽电压为100V,掺杂浓度为1015/cm3。使用搭建的测量入射粒子能谱的测试系统对不同尺寸的探测器进行能量刻度。能量刻度后使用14MeV的单能中子源照射探测器,得到探测器的本征探测效率为5×10-5,且测得的能谱与理论结果相符。不同条件下探测器的能谱测量结果表明,（1）通过增大探测器尺寸或增大偏压,能使探测器有更大的灵敏体积,从而提高其探测效率;（2）在一定范围内增大反向偏压能够提高探测器的能量分辨率;（3）探测器的结电容随着探测器尺寸的增加而增大,导致探测器能量分辨率变坏。
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