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       1、研究内容与队伍设置
        结合粒子探测器研制的需求与加速器材料改性的应用,探索研究新型辐射探测材料的制备和材料性能的测试。所研究的辐射探测材料主要包括闪烁体与半导体,并将后者用于器件制备,研制出高灵敏、快速响应的辐射探测器件。该实验平台现有研究人员7人,其中高级职称4人;计划通过两年的建设,研究队伍增加到9人。该实验平台主要包括三部分:
        (1)纳米复合闪烁体辐射探测材料
        主要任务是研制同时具有机械加工性和一定能量分辨的大体积闪烁体材料,具体包括:无机纳米闪烁晶体(包括纳米颗粒和纳米纤维)的研制,无机纳米闪烁晶体颗粒与有机或无机载体的复合,无机纳米闪烁体纤维的加工成形(比如编织面或闪烁光纤)等。
        (2)半导体辐射探测材料与器件
        这部分主要用于探索制备新型的辐射探测半导体材料,比如用于像素探测器的金刚石与3D半导体,生长制备材料的手段包括金属有机化学气相沉积(MOCVD系统)、激光脉冲沉积、原子层淀积、磁控溅射和化学反应生长等方法,制备的材料结构既包括薄膜材料结构也包括纳米材料结构;测试所制备材料对辐射信号的响应强度和响应速度,研究分析制备的半导体材料与辐射的相互作用机理,同时对制备材料的结构、电学和光学性能进行测试和表征,分析研究材料性能,设计优化材料结构,改进生长和制备条件,提高半导体辐射探测材料对辐射信号的响应灵敏度和响应速度;利用已制备的半导体辐射探测材料,采用微电子工艺技术手段制备辐射探测器件,由辐射探测器件对辐射信号的响应强度和响应速度进一步检验和完善辐射探测材料的性能,为最终制备出高性能的半导体辐射探测器件奠定基础。
        (3)辐射探测材料性能测试系统
        这部分主要包括:全面测试探测材料对各种核辐射探测性能,包括响应灵敏度、时间分辨、能量分辨、能量响应动态范围,以及测试辐射探测器件与处理该器件输出信号的芯片连接整体运行状况。
        2、已具备的实验条件
        辐射探测材料与器件实验平台现有实验室面积900余平方米,其中超净实验室200平方米,薄膜制备实验室150平方米,化学反应实验室150平方米,电学和光学测试实验室100平方米。实验室具备了基本的材料生长、器件工艺加工和材料、器件基本光学、电学性能测试的条件和能力。
        主要仪器设备总值600万元,具体包括:材料生长和测试设备:金属有机化学气相沉积系统(MOCVD系统,180万),磁控溅射系统(2台,80万元),热蒸发镀膜系统(2台,40万),低温霍尔测试系统(50万),半导体材料光学测试系统(100万)。器件工艺加工设备:光刻机,电子束蒸发,光快速退火炉,高纯去离子水系统,超净实验室通风系统(总价值约100万)。光电器件测试:半导体器件参数分析仪(50万)。
        3、建设规划
        辐射探测材料实验平台经两年建设,实现实验室面积1200平方米,设备总值达到800万元,初步建成从材料制备、器件工艺加工到材料和器件性能测试功能完备的实验研究平台;
依据建设目标和辐射探测材料实验平台的功能,拟购置或升级的仪器设备总预算为200万元,主要有:
        (1)等离子增强化学气相沉积系统:80万
        该系统用于辐射探测材料钝化膜制备。
        (2)原子层沉积系统:60万
        该系统用于制备纳米结构材料和可控的多晶及非晶薄膜材料生长。
        (3)感应耦合等离子体干法刻蚀系统:60万
        该系统为辐射探测材料工艺加工设备。