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碲鋅鎘是現代詞,是一個專有名詞,指的是CZT晶體是寬禁帶II-VI族化合物半導體,可以看作是CdTe和ZnTe固溶而成。隨著Zn加入量的不同,熔點在1092到1295攝氏度之間變化。

1 碲鋅鎘 -材料簡介

  碲鋅鎘,英文名稱cadmium zinc telluride,CdZnTe,簡寫為CZT。CZT晶體是寬禁帶II-VI族化合物半導體,可以看作是CdTe和ZnTe固溶而成。隨著Zn加入量的不同,熔點在1092到1295攝氏度之間變化。
  CZT晶體被廣泛用作紅外探測器HgCdTe的外延襯底和室溫核輻射探測器等。
  CdZnTe晶體是一種極具工程意義和戰略意義的功能材料,比如用CdZnTe製造的醫學成像儀為病人檢查身體時可拍攝出更加清晰的照片,同時,又可減少輻射。CdZnTe晶體還是製造性能優良的儀器、儀錶的重要原材料。

2 碲鋅鎘 -應用領域

  它還被廣泛用作紅外探測器HgCdTe的外延襯底和室溫核輻射探測器等,它具有優異的光電性能,可以在室溫狀態下直接將X射線和γ射線轉光子變為電子,是迄今為止製造室溫X射線及γ射線探測器最為理想的半導體材料。與硅和鍺檢波器相比,CdZnTe晶體是唯一能在室溫狀態下工作並且能處理兩百萬光子/(s·mm)的半導體。另外,CdZnTe晶體分光率勝過所有能買到的分光鏡。CdZnTe探測器的諸多優點,使得它得到了越來越廣泛的應用,核安全、環境監測、天體物理等領域均有應用。在科學研究方面,CdZnTe探測器在高能物理學方面有很大的應用前景,例如它可用於高能粒子的加速系統。化合物半導體探測器具有很大的競爭力,可以預料在粒子物理方面的應用會得到很大發展。此外,CdZnTe探測器在天文物理研究方面也具有廣闊的應用前景。目前,CdZnTe探測器的研究是處於一個迅速發展階段的很有意義的新課題。

3 碲鋅鎘 -歷史研究

  CdZnTe材料的研究最早開始於1991年,並且由於其高解析度的潛質以及可以在室溫下操作的顯著特性,曾引起過業界的轟動。但自那以後,CdZnTe基質探測器幾乎沒有什麼突出的進展。2000年,生長工藝的一項新進展使得更大型CdZnTe晶體的生產成為可能,但是由於其晶體內的雜質存在,其解析度仍然不好。最近美國布魯克海文國家實驗室(BNL)在CdZnTe晶體探測技術方面取得了突破性進展,有可能大大改進遠距離探測核輻射物質的技術。該實驗室的科學家最近使用國家同步加速光源測試發現,以往未被注意到的CdZnTe晶體內的「死區」,造成晶體結構內大量碲沉積,大大降低γ射線解析度。BNL的科學家發現,通過發現和去除「死區」能夠提高解析度,從而製作出更大型、更精確的CdZnTe基質核輻射物質探測器。雖然CdZnTe探測器的解析度尚不能與鍺探測器相比,但卻大大高於碘化鈉探測器。

4 碲鋅鎘 -發展方向

  目前,CdZnTe探測器兩個重要發展方向是:多塊大體積并行探測器和面元陣列探測器。前者由多塊體積大於1cm的CdZnTe晶體陣列組成,這類探測器解決了單個探測器體積小,總探測效率低的缺點,大大縮短了測量時間,尤其適於攜帶型譜儀系統,可應用於環境、港口、鐵路貨物等的放射性監測。後者是由CdZnTe晶體面元陣列組成,主要應用於核醫學、天體物理等領域的能譜成像。
  CdZnTe探測器的發展和使用,使獲取高性能光子的高效探測器成為可能,隨著高品質CdZnTe半導體晶體製備技術的不斷提高,對載流子收集過程進一步深入理解和低雜訊微電子學的迅速發展,CdZnTe探測器必將在更廣泛的領域獲得到應用。
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