[发明专利]碳化硅自给能半导体探测器及中子束流反角监测装置

权利要求书

1.碳化硅自给能半导体探测器，其特征在于：包括SiO₂钝化层与从下至上依次堆叠设置的Ni/Au阴极、SiC-N衬底、SiC-N外延层、SiC-N灵敏层、P区以及Ni/Au阳极；

所述SiC-N灵敏层为台阶柱状结构；所述P区设置于SiC-N灵敏层台阶柱上；

所述SiO₂钝化层分别设置在P区与SiC-N灵敏层的外表面。

2.根据权利要求1所述的碳化硅自给能半导体探测器，其特征在于：所述SiC-N外延层中N的浓度＜5×10¹³cm^-3；

所述P区的铝掺杂浓度为2×10¹⁹cm^-3，P区的厚度为0.3μm。

3.根据权利要求2所述的碳化硅自给能半导体探测器，其特征在于：所述Ni/Au阴极与SiC-N衬底欧姆接触；

所述P区与Ni/Au阳极欧姆接触。

4.一种中子束流反角监测装置，其特征在于：包括D粒子束流管道(1)、靶室(2)、氚靶(3)、α粒子管道(4)测量单元，以及权利要求1-3所述的碳化硅自给能半导体探测器(6)；

所述α粒子管道(4)的一端内部设置有碳化硅自给能半导体探测器(6)，另一端设置有靶室(2)，且α粒子管道(4)与靶室(2)连通；所述靶室(2)内部远离α粒子管道(4)的端部设置有氚靶(3)；所述靶室(2)、氚靶(3)、α粒子管道(4)以及碳化硅自给能半导体探测器(6)同轴设置；

所述D粒子束流管道(1)的一端用于接收来自加速器的D粒子束，另一端与靶室(2)连通设置，且D粒子束流管道(1)的中心轴线与氚靶(3)的中心轴线夹角θ为90°、或135°或155°；

所述测量单元与碳化硅自给能半导体探测器(6)电连接，测量单元用于对进入碳化硅自给能半导体探测器(6)的伴随粒子产生的信号进行分析处理，得到伴随α粒子数。

5.根据权利要求4所述的中子束流反角监测装置，其特征在于：还包括多个限束光阑(5)；

所述限束光阑(5)设置于α粒子管道(4)的内部，且位于靶室(2)与碳化硅自给能半导体探测器(6)之间；

所述多个限束光阑(5)的中心轴线与碳化硅自给能半导体探测器(6)的中心轴线均重合，多个限束光阑(5)用于准直入射到碳化硅自给能半导体探测器(6)上的α粒子。

6.根据权利要求5所述的中子束流反角监测装置，其特征在于：还包括设置于碳化硅自给能半导体探测器(6)与限束光阑(5)之间的铝箔。

7.根据权利要求4-6任一所述的中子束流反角监测装置，其特征在于：所述限束光阑(5)为2至6个；

所述铝箔厚度为2-7μm。

8.根据权利要求7所述的中子束流反角监测装置，其特征在于：所述D粒子束流管道(1)的中心轴线与氚靶(3)的中心轴线夹角为135°。

9.根据权利要求8任一所述的中子束流反角监测装置，其特征在于：所述测量单元包括前置放大器(7)、主放大器(8)、单道分析器(9)、多道分析器(10)与定标器(11)；

所述前置放大器(7)与碳化硅自给能半导体探测器(6)电连接；所述前置放大器(7)的输出端与主放大器(8)的输入端电连接；所述主放大器(8)的输出端分别电连接单道分析器(9)的输入端与多道分析器(10)的输入端；单道分析器(9)的输出端与定标器(11)的输入端电连接。