CZT核辐射探测器读出电路设计+文献综述(3)
2国内外CZT核辐射探测器的研究现状
3CZT核辐射探测器
3.1 CdZnTe晶体
CdZnTe（cadmium zinc telluride）晶体是宽禁带II-VI族化合物半导体，可看作是由CdTe和ZnTe固溶而成，它目前的生长工艺稳定、重复性很好。这个是一种极具工程意义、战略意义的功能材料，CdZnTe晶体是制造性能优良的仪器、仪表的重要原材料，再举个例子，用CZT制造的医学成像仪为病人检查身体时可拍摄出更加清晰的照片，同时，也可以减少辐射。
上世纪九十年代， (简称CZT，x代表锌在CZT中所占比例)材料的出现极大地改变了高分辨率室温半导体核辐射探测器的研究进展。由于掺杂了Zn元素，CdZnTe晶体具有更大的禁带宽度(1.57～1.64 eV)及更高的电阻率( )，位错密度也得到了减小，从而确保了在室温工作条件下探测器更小的漏电流。CdZnTe 晶体可以看作是将二元化合物CdTe和ZnTe按(1-x):x的比例(x为元素Zn组分，探测器用 CdZnTe晶x=0.1～0.2) 组成的无限互溶固合体。改变组分x值，即元素Zn的含量，可以获得具有不同物理化学特性的 CdZnTe晶体。CdZnTe晶体早期主要应用于红外探测器材料碲镉汞( )的外延生长衬底，但随着研究工作的深入，科研人员发现CdZnTe晶体具备十分优异的辐射探测特性。由于CdZnTe与CdTe同样具有相对高的平均原子序数(Cd=48，Zn=30，Te=52)，高密度(5.78 g/cm3)，因此CdZnTe晶体对硬 射线和 射线具有高的截止能力和高探测量子效率，适合探测能量范围10 keV～1.5 MeV 的光子。在CdZnTe晶体研究的初期，大体积的CdZnTe单晶通常通过高压布里奇曼法(High pressure Bridgman method，HPB)生长得到，自20世纪90年代以来，CdTe和CdZnTe化合物半导体单晶生长工艺技术取得了令人瞩目的成就。
CdZnTe晶体是近年发展起来的一种性能优异的新型室温半导体核辐射探测器材料。由它制成的探测器在 射线和 射线能谱测量方面具有较强的应用前景，这是因为它电阻率高、禁带宽度较大、原子序数大，所以可以广泛应用于制作天文、医学、工业、军事等领域的各种探测器和谱仪，这种探测器目前是制作室温核辐射探测器的最有前途的新材料。
3.2 核辐射探测器简介
由于CZT探测器的众多优点弥补了其它探测器的不足，CZT探测器很好地适应了 射线和 射线探测科研的需要。现在市场上的CZT探测器主要有三种类型：Pixel—Array(像素阵列)探测器、MSM(Metal Semiconductor Metal)探测器和CPG(CoPlanar Grid,共面栅)探测器。
近年来，随着CZT晶体生长技术的发展，CZT晶体的质量逐渐提高，制造成本降低，价格逐渐下降。针对不同的探测应用，国际原子能机构、eV公司等许多团体制造了多种类型的CZT核辐射探测器以及相应的前端电子电路 (如前放、ASIC等)。如今，CZT探测器在射线的医疗成像、无损检测、环境监测、天体物理研究、荧光分析、核扩散条约验证等方面都有重要用途。比如CZT探测器构成的手持式射线谱仪可以在室温下检测到被铅或钢屏蔽的特殊核材料，在海关等出入境检测中起着重要的作用，有效防止了特殊核材料的非法流通以及核武器的扩散；由CZT探测器构成的射线谱仪，探测器与仪器直接可用长达20m的电缆连接，可固定也可便携，非常适用于在核保障和核材料生产加工处理中对放射性的监测。
综合以上核辐射探测晶体材料特性的分析，CdZnTe 晶体诸多优点和晶体表面处理方法、晶体生长技术的迅猛发展决定了CdZnTe探测器在 射线和 射线探测及应用中的重要地位，CdZnTe 探测器也成为目前半导体核辐射探测技术领域的研究热点。
采用CdZnTe晶体材料制成的核辐射探测器具有如下特点[41]：
(1) 可在室温下使用，省去了复杂、昂贵的冷却系统,，使系统得到简化；