适用于恶劣环境应用的高性能Pd/4H-SiC外接式Schottky屏障辐射探测器

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 半导体物理 半导体物理
• 辐射检测 辐射检测 辐射检测

背景情况:

• 对于4H-碳化物 (SiC) 装置,正在探索耐火金属.
• (Pd) 作为4H-SiC辐射探测器的Schottky屏障接触物尚未得到充分的研究.
• (Ni) 是4H-SiC Schottky屏障探测器 (SBD) 的常规接触金属.

研究的目的:

• 为了首次证明 (Pd) / 4H-SiC表轴性肖特基屏障二极管 (SBD) 作为辐射探测器.
• 为了比较Pd/4H-SiC SBD与基准Ni/4H-SiC SBD的性能,特别是在自偏模式下.
• 调查SiC作为用于恶劣环境的高效自偏向辐射探测器的潜力.

主要方法:

• 制造和Pd/4H-SiC表轴性SBDs的表征.
• 在自我偏差 (0V) 和优化偏差条件下的性能评估.
• 深层暂时光谱 (DLTS) 用于分析4H-SiC上层中的陷中心.

主要成果:

• 与Ni/4H-SiC SBD相比,Pd/4H-SiC SBD显示出优越的自我偏差辐射检测.
• 高能分辨率为1.9% (自我偏差) 和0.49% (优化偏差) 对于5486 keV的α粒子.
• 在自偏模式下,由于高内置电压 (2.03V) 和孔扩散长度 (30.8μm),充电采集效率高达76%.
• DLTS确定了类似Z1/2和EH5的陷中心,其性能受到Z1/2陷充电陷的限制.

结论:

• Pd/4H-SiC SBDs代表了自偏向辐射探测器技术的重大进步.
• 这些探测器的高性能凸显了SiC在苛刻应用中的自动供电传感器的潜力.
• 这些发现为先进的核反应堆和深空任务中的自动供电传感器设备铺平了道路.