基于大厚度六方氮化硼中子探测器的制备
Neutron Detectors Based on Large-Thickness Hexagonal Boron Nitrides
刘敬润 1曹炎 2刘晓航 1范盛达 1王帅 1陈曦 3刘洪涛 4刘艳成 4赵江滨 5何高魁 5陈占国1
作者信息
- 1. 吉林大学电子科学与工程学院,长春 130012
- 2. 上海应用物理研究所,上海 201800;中国科学院大学,北京 100049
- 3. 长春理工大学物理学院,长春 130022
- 4. 上海应用物理研究所,上海 201800
- 5. 中国原子能科学研究院核技术综合研究所,北京 102413
- 折叠
摘要
六方氮化硼是一种中子敏感材料.介绍了使用低压气相化学沉积在1 673 K下以大约20 μm/h的生长速率制备了高质量203 μm厚的六方氮化硼.在氮化硼的两侧沉积厚度为100 nm的金电极,制备了垂直结构的六方氮化硼中子探测器.该器件的电学性质表明制备的六方氮化硼材料的迁移率寿命的乘积(μτ)为2.8×10-6 cm2/V,电阻率为1.5×1014 Ω·cm.在850 V电压下,该探测器对热中子的探测效率为34.5％,电荷收集效率为60％.
Abstract
In this study,we prepare a high-quality 203 μm-thick hexagonal boron nitride(h-BN)(which is neuron-sensitive)using low-pressure chemical vapor deposition at 1 673 K,achieving a growth rate of approximately 20 μm/h.We fabricate h-BN neutron detectors with vertical structures by depositing 100 nm-thick Au electrodes on both sides of h-BN.Our electrical transport measurement results show that the prepared h-BN material possesses a mobility-life product(μτ)and resistivity of 2.8 × 10-6 cm2/V and 1.5 × 1014 Ω·cm,respectively.The neutron detector based on the 203 μm-thick h-BN exhibits neutron detection and charge collection efficiencies of 34.5％and 60％,respectively,at 850 V when irradiated by thermal neutrons from Am-Be sources.
关键词
宽禁带半导体/六方氮化硼/中子探测/低压气相化学沉积/深紫外光电探测器Key words
wide-bandgap semiconductor/hexagonal boron nitride/neutron detection/low pressure chemical vapor deposition/deep ultraviolet photodetector引用本文复制引用
基金项目
国家自然科学基金项目(62174066)
国家自然科学基金项目(62275098)
国家自然科学基金项目(62304026)
国家自然科学基金项目(20230101343JC)
出版年
2024
NETL
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