Speaker
馨仪 裴
(学生)
Description
随着对极端环境下精确稳定的辐射探测的需求剧增，相较于传统Si，Ge探测器，具有更强的热稳定性、耐压性和抗辐照性的（超）宽禁带半导体成为了极具前景的替代材料。然而在探测过程中，各类噪声包括外界干扰、不完善的电路设计以及探测器本身噪声，都会导致基线波动而显著影响探测器的信号识别能力。这使得降低背景噪声成为了一个关键问题。在本工作中，我们重点研究了来自探测器的噪声，基于超宽禁带半导体材料氧化镓（β-Ga2O3），探究了器件噪声的产生机制。通过对比肖特基、异质结以及具有场板（FP）结构的异质结这三种结构的器件噪声，结合TCAD仿真和电学分析，我们确定了噪声的两类主要来源，包括载流子数量波动和载流子漂移速度不均匀产生的“散粒噪声”，以及由界面缺陷态主导的“闪烁噪声”。进一步地，我们制备了具有FP结构的1×1 mm²的大面积NiO/β-Ga2O3异质结探测器。通过电场调制，FP有效缓解了器件边缘的电场拥挤效应，在降低漏电流的同时增强了载流子漂移速度的均匀性，从而实现了明显的噪声抑制。该器件在-300 V反向偏压下，α粒子探测的能量分辨率显著提升，达到4.3%，超过了目前报道的所有Ga2O3基α粒子探测器。本工作对器件噪声来源的分析适用于各类半导体探测器，加深了对辐射探测器噪声这一基本问题的理解，同时还展示了通过电场调制手段抑制噪声的方法，有助于推进超宽禁带半导体在先进辐射探测的应用。
Author
馨仪 裴
(学生)
