專利名稱：輻射探測(cè)器及輻射探測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及輻射探測(cè)器及包括該輻射探測(cè)器的輻射探測(cè)裝置，更具體地，涉及用于X射線或Y射線能譜測(cè)量或成像的CdZnTe (CZT)探測(cè)器及其探測(cè)裝置。
背景技術(shù)：
輻射探測(cè)器可以測(cè)量例如X射線或Y射線的能譜，因而是進(jìn)行核素識(shí)別的主要手段之一。輻射探測(cè)器已經(jīng)廣泛應(yīng)用于核輻射防護(hù)、核安檢、環(huán)境保護(hù)及國土安全等領(lǐng)域，用于檢測(cè)放射性物質(zhì)。目前，輻射探測(cè)器主要可分為兩類:一類是以NaI (Tl)為代表的閃爍體探測(cè)器，另一類是以高純鍺(HPGe)為代表的半導(dǎo)體輻射探測(cè)器。閃爍體探測(cè)器具有價(jià)格便宜、制備簡單等優(yōu)點(diǎn)。然而，閃爍體探測(cè)器的能量分辨率較差，很難滿足復(fù)雜能譜精細(xì)結(jié)構(gòu)的測(cè)量要求。半導(dǎo)體輻射探測(cè)器具有很好的能量分辨率。然而，半導(dǎo)體輻射探測(cè)器大都要求在液氮(77K)下保存或使用。由于使用了低溫容器和真空室，這將增加探測(cè)器的總體積。而且，需要頻繁地添加液氮，無法滿足野外惡劣條件下的使用要求，使用范圍受到了限制。使用化合物半導(dǎo)體材料的半導(dǎo)體輻射探測(cè)器具有能量分辨率高、探測(cè)效率高、體積小、便于攜帶、并可在室溫下工作等優(yōu)點(diǎn)。目前，半導(dǎo)體輻射探測(cè)器已廣泛應(yīng)用于環(huán)境監(jiān)測(cè)、核醫(yī)學(xué)、工業(yè)無損檢測(cè)、安全檢查、核武器突防、航空航天、天體物理和高能物理等領(lǐng)域。近年來，人們對(duì)HgI2、GaAs、CdTe、CdZnTe、CdSe、GaP、HgS、PbI2及AlSb等多種化合物半導(dǎo)體材料進(jìn)行了廣泛的研究。研究表明，CdZnTe是性能優(yōu)異、最有前途的用于在室溫下工作的半導(dǎo)體輻射探測(cè)器的新材料。由于例如CdZnTe的半導(dǎo)體晶體的本身特性，例如空穴壽命短、遷移率低(即μ h τ h很小)，載流子在半導(dǎo)體晶體中的漂移長度Lh很短，在半導(dǎo)體晶體中不同位置處的載流子對(duì)脈沖幅度的貢獻(xiàn)不同。結(jié)果，化合物半導(dǎo)體輻射探測(cè)器的能量分辨率變差。為改善該類化合物半導(dǎo)體輻射探測(cè)器的能量分辨性能，該類化合物半導(dǎo)體輻射探測(cè)器往往設(shè)計(jì)為具有單電荷靈敏特性的電極結(jié)構(gòu)，以消除因空穴遷移速度慢而對(duì)能量分辨率帶來的不良影響。目前，基于單電荷靈敏特性設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體輻射探測(cè)器主要包括:平行弗里希柵型(ParallelFrisch Grid)、共面弗里希柵型(Coplanar Frisch Grid)、半球形(Hemisphere)、準(zhǔn)半球型(Quas1-hemisphere)和小像素型(Pixelated)等。上述基于單電荷靈敏特性設(shè)計(jì)的半導(dǎo)體輻射探測(cè)器利用特定的電極結(jié)構(gòu)在一定程度上提高了能量分辨率。然而，這些電極結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，工藝制作復(fù)雜且給后續(xù)的讀出電子學(xué)設(shè)計(jì)帶來困難，不利于便攜式Y(jié)譜儀的制作?；蛘哌@些電極結(jié)構(gòu)限制了半導(dǎo)體輻射探測(cè)器的探測(cè)效率，并且對(duì)能量分辨率的改善不明顯。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的一個(gè)目的旨在簡化半導(dǎo)體輻射探測(cè)器的電極結(jié)構(gòu)以降低生產(chǎn)成本。本實(shí)用新型的進(jìn)一步的目的是結(jié)合信號(hào)處理電路對(duì)半導(dǎo)體輻射探測(cè)器的輸出信號(hào)進(jìn)行修正，以提高能量分辨率。[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一方面，提供一種輻射探測(cè)器，包括:用于感測(cè)輻射的半導(dǎo)體晶體，所述半導(dǎo)體晶體包括頂部表面、底部表面和至少一個(gè)側(cè)面；位于半導(dǎo)體晶體的頂部表面的第一陽極；位于半導(dǎo)體晶體的底部表面的第二陽極；以及位于半導(dǎo)體晶體的至少一個(gè)側(cè)面的陰極。優(yōu)選地，半導(dǎo)體晶體感測(cè)X射線或Y射線。優(yōu)選地，半導(dǎo)體晶體的形狀為長方體，并且所述頂部表面和所述底部表面是長方體的任意兩個(gè)相對(duì)表面，所述至少一個(gè)側(cè)面是長方體的其余四個(gè)表面。優(yōu)選地，半導(dǎo)體晶體的形狀為立方體，并且所述頂部表面和所述底部表面是立方體的任意兩個(gè)相對(duì)表面，所述至少一個(gè)側(cè)面是立方體的其余四個(gè)表面。優(yōu)選地，半導(dǎo)體晶體的形狀為圓柱體，并且所述頂部表面和所述底部表面分別是圓柱體的頂面和底面，所述至少一個(gè)側(cè)面是圓柱體的側(cè)面。優(yōu)選地，陰極連續(xù)覆蓋半導(dǎo)體晶體的所述至少一個(gè)側(cè)面。優(yōu)選地，陰極分成位于半導(dǎo)體晶體的所述至少一個(gè)側(cè)面的一部分并且共同連接在一起的多個(gè)區(qū)段。優(yōu)選地，陰極完全覆蓋半導(dǎo)體晶體的所述至少一個(gè)側(cè)面。優(yōu)選地，第一陽極和第二陽極分別覆蓋半導(dǎo)體晶體的頂部表面和底部表面的至少一部分。進(jìn)一步優(yōu)選地，第一陽極和第二陽極的尺寸為半導(dǎo)體晶體的頂部表面和底部表面之間的高度的1/5 2/5，并且小于半導(dǎo)體晶體的頂部表面和底部表面的尺寸。優(yōu)選地，第一陽極和第二陽極具有相同的形狀，并且相對(duì)于陰極對(duì)稱地設(shè)置在半導(dǎo)體晶體的頂部表面和底部表面的中心。優(yōu)選地，半導(dǎo)體晶體由選自HgI2、GaAs、CdTe、CdZnTe、CdSe、GaP、HgS、PbI2 和 AlSb中的一種組成。優(yōu)選地，射線沿著半導(dǎo)體晶體的4 π方向入射。進(jìn)一步優(yōu)選地，射線沿著垂直于所述至少一個(gè)側(cè)面中的一個(gè)側(cè)面的方向入射。根據(jù)本實(shí)用新型的另一方面，提供一種輻射探測(cè)裝置，包括:上述的輻射探測(cè)器；以及信號(hào)處理電路，所述信號(hào)處理電路包括:第一雙極性放大整形電路，從第一陽極接收第一感測(cè)信號(hào)并進(jìn)行放大和整形；第二雙極性放大整形電路，從第二陽極接收第二感測(cè)信號(hào)并進(jìn)行放大和整形；第一絕對(duì)值電路，從第一雙極性放大整形電路接收第一感測(cè)信號(hào)并且計(jì)算第一感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值；第二絕對(duì)值電路，從第二雙極性放大整形電路接收第二感測(cè)信號(hào)并且計(jì)算第二感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值；求和電路，從第一絕對(duì)值電路接收第一感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值，以及從第二絕對(duì)值電路接收第二感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值，并對(duì)第一感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值和第二感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值求和；以及多道脈沖幅度分析器，接收求和電路的輸出信號(hào)并對(duì)脈沖幅度分布進(jìn)行分析。優(yōu)選地，輻射探測(cè)裝置還包括供電電路，在第一陽極、第二陽極與陰極之間提供工作電壓。優(yōu)選地，輻射探測(cè)裝置根據(jù)半導(dǎo)體晶體的高度設(shè)置工作電壓。進(jìn)一步優(yōu)選地，半導(dǎo)體晶體是尺寸為IOmmX IOmmX IOmm的立方體,工作電壓約為100 200V/mm。例如，工作電壓約為200V/mm。[0026]根據(jù)本實(shí)用新型的輻射探測(cè)器利用第一陽極和第二陽極提供兩路感測(cè)信號(hào)。在優(yōu)選的實(shí)施例中，第一陽極和第二陽極具有相同的形狀，并且相對(duì)于陰極對(duì)稱地設(shè)置在半導(dǎo)體晶體的頂部表面和底部表面的中心。該電極結(jié)構(gòu)的制備無須進(jìn)行昂貴的光刻技術(shù)。該輻射探測(cè)器利用結(jié)構(gòu)簡單的雙陽極結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了單電荷靈敏特性，從而改善能量分辨率。該雙陽極結(jié)構(gòu)使得可以利用較大靈敏體積的半導(dǎo)體晶體，從而可以提高探測(cè)效率。根據(jù)本實(shí)用新型的輻射探測(cè)裝置不需要使用龐大復(fù)雜的信號(hào)處理電路，僅依靠雙陽極結(jié)構(gòu)的優(yōu)化及讀出信號(hào)的修正即可使室溫半導(dǎo)體Y /X探測(cè)器具有較高的能量分辨率。

通過以下參照附圖對(duì)本公開實(shí)施例的描述，本公開的上述以及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)將更為清楚，在附圖中:圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的輻射探測(cè)器的示意性原理圖；圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的輻射探測(cè)器中半導(dǎo)體晶體內(nèi)部不同位置處產(chǎn)生的電子在工作電壓作用下的模擬漂移路徑；圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的輻射探測(cè)裝置的電路框圖；以及圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的輻射探測(cè)裝置的模擬能譜圖。
具體實(shí)施方式
下文結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加明了本實(shí)用新型的上述以及其他目的、優(yōu)點(diǎn)和特征。在各個(gè)附圖中，相同的元件采用類似的附圖標(biāo)記來表示。為了清楚起見，附圖中的各個(gè)部分沒有按比例繪制。圖1是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的輻射探測(cè)器的示意性原理圖。輻射探測(cè)器100包括半導(dǎo)體晶體101、陰極102、第一陽極103和第二陽極104。半導(dǎo)體晶體101感測(cè)X射線或Y射線。在圖1的示例中，半導(dǎo)體晶體101由CdZnTe (CZT)組成。然而，半導(dǎo)體晶體101的材料不限于此，而是可以由選自HgI2、GaAs、CdTe、CdZnTe、CdSe、GaP、HgS、PbI2及AlSb中的一種組成。在圖1的示例中，半導(dǎo)體晶體101的形狀為立方體，并且任意兩個(gè)相對(duì)表面分別作為頂表面和底表面，與頂表面和底表面鄰接的四個(gè)表面作為側(cè)面。然而，半導(dǎo)體晶體101的形狀不限于此，而是可以是選自長方體、立方體、棱柱和圓柱體的一種，其中兩個(gè)相對(duì)表面分別作為頂表面和底表面，與頂表面和底表面鄰接的所有表面作為側(cè)面。在圖1的示例中，半導(dǎo)體晶體101的頂部表面和底部表面的尺寸由寬度D表示，半導(dǎo)體晶體101的頂部表面和底部表面之間的距離由高度H表示。立方體的寬度D和高度H都是可以調(diào)整的參數(shù)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)實(shí)際應(yīng)用需求及探測(cè)器的效率對(duì)其進(jìn)行調(diào)整。立方體的寬度D和高度H相等,通?？蔀榇蠹s5mm 20mm,典型地可以大約為10mm。然而，如果半導(dǎo)體晶體101的頂部表面和底部表面的形狀為長方形，則其尺寸由長度L和寬度D表示，如果半導(dǎo)體晶體101的頂部表面和底部表面的形狀為圓形，則其尺寸由半徑R表
/Jn ο在圖1的示例中，陰極102覆蓋半導(dǎo)體晶體101的所有側(cè)面的全部區(qū)域。然而，陰極102的配置不限于此。例如，陰極102可以連續(xù)覆蓋半導(dǎo)體晶體101的各個(gè)側(cè)面的一部分，或者可以分成位于半導(dǎo)體晶體101的各個(gè)側(cè)面的一部分并且共同連接在一起的多個(gè)區(qū)段。在圖1的示例中，第一陽極103和第二陽極104分別覆蓋半導(dǎo)體晶體的頂部表面和底部表面的至少一部分。第一陽極103和第二陽極104均為圓形，并且分別對(duì)稱地設(shè)置在半導(dǎo)體晶體的頂部表面和底部表面的中心。第一陽極103和第二陽極104的直徑和半導(dǎo)體晶體101的高度有關(guān)系。如果第一陽極103和第二陽極104的直徑過大，則小像素效應(yīng)不明顯，單電荷靈敏特性不明顯，影響探測(cè)器的能量分辨率。如果第一陽極103和第二陽極104的直徑過小，盡管小像素效應(yīng)增強(qiáng)，但不利于電子空穴對(duì)的快速收集，會(huì)因電子空穴對(duì)的壽命問題帶來電荷收集不完全，從而影響探測(cè)器的能量分辨率。本領(lǐng)域技術(shù)人員可通過對(duì)探測(cè)器能量分辨率的優(yōu)化獲得最佳比例關(guān)系。第一陽極103和第二陽極104的尺寸為半導(dǎo)體晶體101的高度的1/5 2/5例如，當(dāng)半導(dǎo)體晶體尺寸是尺寸為IOmmX IOmmX IOmm的立方體時(shí)，第一陽極103和第二陽極104的直徑優(yōu)選為3mm。此外，第一陽極103和第二陽極104的尺寸還應(yīng)當(dāng)小于半導(dǎo)體晶體101的頂部表面和底部表面的尺寸，即第一陽極103和第二陽極104沒有全部覆蓋頂部表面和底部表面，小于半導(dǎo)體晶體的頂部表面和底部表面的尺寸。第一陽極103和第二陽極104的配置不限于圓形，而是可以是選自圓形、方形、長方形、三角形、菱形等的一種。在圖1中示意性地示出了輻射探測(cè)器100對(duì)Y射線的探測(cè)過程。在圖1中示出Y射線沿著垂直于半導(dǎo)體晶體101的一個(gè)側(cè)面的方向入射。然而，射線的入射方向不限于此，而是可以沿著半導(dǎo)體晶體的4π方向入射。輻射探測(cè)器100對(duì)于X射線的探測(cè)過程與Y射線的探測(cè)過程類似。以Y射線的探測(cè)過程為例，當(dāng)射線Itl從半導(dǎo)體晶體101的一個(gè)側(cè)面入射到半導(dǎo)體晶體101中時(shí)，射線Itl將與半導(dǎo)體晶體101內(nèi)部的原子發(fā)生光電效應(yīng)或康普頓散射。當(dāng)射線能量大于1.022MeV時(shí)，還將發(fā)生電子對(duì)效應(yīng)。上述不同作用過程產(chǎn)生的電子都將會(huì)與半導(dǎo)體物質(zhì)原子發(fā)生電離相互作用使晶體內(nèi)生成電子-空穴對(duì)。在工作電壓的作用下，電子向第一陽極103、第二陽極104漂移，空穴向陰極102漂移，并在上述電極上產(chǎn)生感測(cè)信號(hào)。本實(shí)用新型人認(rèn)識(shí)到，感測(cè)信號(hào)的大小及極性將與電子空穴對(duì)的產(chǎn)生位置及漂移路徑直接相關(guān)，而電子-空穴對(duì)的漂移路徑又由工作電場(chǎng)決定。圖2是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的輻射探測(cè)器中半導(dǎo)體晶體內(nèi)部不同位置處產(chǎn)生的電子在工作電壓作用下的模擬漂移路徑。對(duì)于尺寸為IOmmX IOmmX 5mm的半導(dǎo)體晶體101,通過計(jì)算示出了半導(dǎo)體晶體101內(nèi)部不同位置處產(chǎn)生的電子在工作電壓下的漂移路徑。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易明白在這些位置處產(chǎn)生的空穴將沿與電子路徑相反的方向漂移。并且，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易明白半導(dǎo)體晶體101的內(nèi)部其它不同位置處產(chǎn)生的電子-空穴對(duì)的漂移路徑。電子-空穴對(duì)在沿上述漂移路徑漂移時(shí)，將分別在上表面陽極及下表面陽極上產(chǎn)生電荷感測(cè)信號(hào)。如圖2所示，本實(shí)用新型的輻射探測(cè)器利用雙陽極結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了單電荷靈敏特性，即電荷感測(cè)信號(hào)的大小主要依賴于電子的收集過程，而對(duì)空穴的收集過程不敏感。因此，雙陽極結(jié)構(gòu)可以避免由于空穴壽命短而造成的電荷收集不完全現(xiàn)象，從而提高探測(cè)器的能量分辨率。圖3是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的輻射探測(cè)裝置1000的電路框圖。輻射探測(cè)裝置1000包括圖1所示的輻射探測(cè)器100，還包括信號(hào)處理電路200和供電電路300。在輻射探測(cè)器100中僅僅示出了第一陽極103和第二陽極104。供電電路300在輻射探測(cè)器100的第一陽極103、第二陽極104與陰極102之間提供工作電壓。根據(jù)半導(dǎo)體晶體的高度設(shè)置工作電壓。在一個(gè)示例中，半導(dǎo)體晶體101是尺寸為IOmmX IOmmX IOmm的立方體，工作電壓約為100 200V/mm，優(yōu)選為200V/mm。信號(hào)處理電路200包括:第一雙極性放大整形電路201a，從第一陽極103接收第一感測(cè)信號(hào)并進(jìn)行放大和整形；第二雙極性放大整形電路201b，從第二陽極104接收第二感測(cè)信號(hào)并進(jìn)行放大和整形；第一絕對(duì)值電路202a，從第一雙極性放大整形電路201a接收第一感測(cè)信號(hào)并且計(jì)算第一感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值；第二絕對(duì)值電路202b，從第二雙極性放大整形電路201b接收第二感測(cè)信號(hào)并且計(jì)算第二感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值；求和電路203，從第一絕對(duì)值電路202a接收第一感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值，以及從第二絕對(duì)值電路202b接收第二感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值，并對(duì)第一感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值和第二感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值求和；以及多道脈沖幅度分析器204，接收求和電路203的輸出信號(hào)并對(duì)脈沖幅度分布進(jìn)行分析。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)明白，上文所述信號(hào)處理電路只是示意性的而非限制性的，任何當(dāng)前已知或未來已知的能夠滿足上述信號(hào)修正處理原理的電路，均屬于本實(shí)用新型所述范圍之內(nèi)。根據(jù)本實(shí)用新型的輻射探測(cè)器100利用第一陽極103和第二陽極104提供兩路感測(cè)信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型的輻射探測(cè)裝置1000利用信號(hào)處理電路200對(duì)雙陽極的感測(cè)信號(hào)進(jìn)行處理。在Y射線的探測(cè)過程中，第一陽極103作為電子收集電極，則在電子漂移過程中在第一陽極103上產(chǎn)生正感測(cè)信號(hào)，而在第二陽極104上產(chǎn)生負(fù)感測(cè)信號(hào)，將第一陽極103的感測(cè)信號(hào)減去第二陽極104的感測(cè)信號(hào)得到最終讀出信號(hào)；反之亦然。若Y光子在探測(cè)器內(nèi)發(fā)生多次康普頓散射，且產(chǎn)生的電子分別被兩個(gè)陽極分別收集，則兩陽極均產(chǎn)生正感測(cè)信號(hào)，將第一陽極103的感測(cè)信號(hào)與第二陽極104的感測(cè)信號(hào)相加得到最終讀出信號(hào)。通過將第一陽極103的感測(cè)信號(hào)的絕對(duì)值與第二陽級(jí)104的感測(cè)信號(hào)的絕對(duì)值相加，可以針對(duì)上述任一情況獲得最終讀出信號(hào)。圖4是根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的輻射探測(cè)裝置1000的模擬能譜圖。本實(shí)用新型人認(rèn)識(shí)到，通過上述信號(hào)修正處理可顯著改善探測(cè)器的能量分辨率。根據(jù)本實(shí)用新型一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的輻射探測(cè)裝置1000，在半導(dǎo)體晶體101的尺寸約為IOmmX IOmmX IOmm,第一陽極103和第二陽極的形狀均為直徑約3mm的圓形時(shí),模擬計(jì)算得到的能量分辨率可達(dá)到1% @662keV0最后，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)認(rèn)識(shí)到，雖然本文已詳盡地示出和描述了優(yōu)選示例性的實(shí)施例，但是，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的情況下，仍可根據(jù)本申請(qǐng)公開的內(nèi)容直接確定或推導(dǎo)出符合本實(shí)用新型原理的許多其他變型或修改。因此，本實(shí)用新型的范圍應(yīng)被理解和認(rèn)定為覆蓋了所有這些其他變型或修改。
權(quán)利要求1.一種輻射探測(cè)器，其特征在于包括: 用于感測(cè)輻射的半導(dǎo)體晶體，所述半導(dǎo)體晶體包括頂部表面、底部表面和至少一個(gè)側(cè)面； 位于半導(dǎo)體晶體的頂部表面的第一陽極； 位于半導(dǎo)體晶體的底部表面的第二陽極；以及 位于半導(dǎo)體晶體的至少一個(gè)側(cè)面的陰極。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射探測(cè)器，其特征在于半導(dǎo)體晶體感測(cè)X射線或Y射線。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射探測(cè)器，其特征在于半導(dǎo)體晶體的形狀為長方體，并且所述頂部表面和所述底部表面是長方體的任意兩個(gè)相對(duì)表面，所述至少一個(gè)側(cè)面是長方體的其余四個(gè)表面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射探測(cè)器，其特征在于半導(dǎo)體晶體的形狀為立方體，并且所述頂部表面和所述底部表面是立方體的任意兩個(gè)相對(duì)表面，所述至少一個(gè)側(cè)面是立方體的其余四個(gè)表面。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射探測(cè)器，其特征在于半導(dǎo)體晶體的形狀為圓柱體，并且所述頂部表面和所述底部表面分別是圓柱體的頂面和底面，所述至少一個(gè)側(cè)面是圓柱體的側(cè)面。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的輻射探測(cè)器，其特征在于陰極連續(xù)覆蓋半導(dǎo)體晶體的所述至少一個(gè)側(cè)面。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的輻射探測(cè)器，其特征在于陰極分成位于半導(dǎo)體晶體的所述至少一個(gè)側(cè)面的一部分并且共同連接在一起的多個(gè)區(qū)段。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的輻射探測(cè)器，其特征在于陰極完全覆蓋半導(dǎo)體晶體的所述至少一個(gè)側(cè)面。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的輻射探測(cè)器，其特征在于第一陽極和第二陽極分別覆蓋半導(dǎo)體晶體的頂部表面和底部表面的至少一部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求9中任一項(xiàng)所述的輻射探測(cè)器，其特征在于第一陽極和第二陽極的尺寸為半導(dǎo)體晶體的頂部表面和底部表面之間的高度的1/5 2/5，并且小于半導(dǎo)體晶體的頂部表面和底部表面的尺寸。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射探測(cè)器，其特征在于第一陽極和第二陽極具有相同的形狀，并且分別對(duì)稱地設(shè)置在半導(dǎo)體晶體的頂部表面和底部表面的中心。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射探測(cè)器，其特征在于半導(dǎo)體晶體由選自Hgl2、GaAs,CdTe、CdZnTe、CdSe、GaP、HgS、PbI2 和 AlSb 中的一種組成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射探測(cè)器，其特征在于射線沿著半導(dǎo)體晶體的4π方向入射。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的輻射探測(cè)器，其特征在于射線沿著垂直于所述至少一個(gè)側(cè)面中的一個(gè)側(cè)面的方向入射。
15.一種輻射探測(cè)裝置，其特征在于包括: 根據(jù)權(quán)利要求1所述的輻射探測(cè)器；以及 信號(hào)處理電路，所述信號(hào)處理電路包括: 第一雙極性放大整形電路，從第一陽極接收第一感測(cè)信號(hào)并進(jìn)行放大和整形；第二雙極性放大整形電路，從第二陽極接收第二感測(cè)信號(hào)并進(jìn)行放大和整形； 第一絕對(duì)值電路，從第一雙極性放大整形電路接收第一感測(cè)信號(hào)并且計(jì)算第一感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值； 第二絕對(duì)值電路，從第二雙極性放大整形電路接收第二感測(cè)信號(hào)并且計(jì)算第二感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值； 求和電路，從第一絕對(duì)值電路接收第一感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值，以及從第二絕對(duì)值電路接收第二感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值，并對(duì)第一感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值和第二感測(cè)信號(hào)的幅度的絕對(duì)值求和；以及 多道脈沖幅度分析器，接收求和電路的輸出信號(hào)并對(duì)脈沖幅度分布進(jìn)行分析。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的輻射探測(cè)裝置，其特征在于還包括供電電路，在第一陽極、第二陽極與陰極之間提供工作電壓。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的輻射探測(cè)裝置，其特征在于根據(jù)半導(dǎo)體晶體的高度設(shè)置工作電壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的輻射探測(cè)裝置，其特征在于半導(dǎo)體晶體是尺寸為10mmX 10mmX 10mm的立方體，工作電壓約為100 200V/mm。
19.根據(jù)權(quán)利 要求18所述的輻射探測(cè)裝置，其特征在于工作電壓約為200V/mm。
專利摘要公開了一種輻射探測(cè)器及包括該輻射探測(cè)器的輻射探測(cè)裝置。輻射探測(cè)器包括用于感測(cè)輻射的半導(dǎo)體晶體，所述半導(dǎo)體晶體包括頂部表面、底部表面和至少一個(gè)側(cè)面；位于半導(dǎo)體晶體的頂部表面的第一陽極；位于半導(dǎo)體晶體的底部表面的第二陽極；以及位于半導(dǎo)體晶體的至少一個(gè)側(cè)面的陰極。輻射探測(cè)裝置包括該輻射探測(cè)器和信號(hào)處理電路。該輻射探測(cè)器利用結(jié)構(gòu)簡單的雙陽極結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了單電荷靈敏特性，從而改善能量分辨率。
文檔編號(hào)G01T1/36GK203037860SQ201320005909
公開日2013年7月3日 申請(qǐng)日期2013年1月7日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月7日
發(fā)明者李玉蘭, 張嵐, 李元景, 劉以農(nóng), 牛莉博, 傅楗強(qiáng), 江灝, 張韡, 劉延青, 李軍 申請(qǐng)人:同方威視技術(shù)股份有限公司, 清華大學(xué)