Performance of four CVD diamond radiation sensors at high temperature
Performance of four CVD diamond radiation sensors at high temperature
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四种CVD金刚石辐射传感器的高温性能
DOI：
10.1016/j.nima.2019.162486
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Fern G
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Fern G
基于宽带隙材料的电离辐射探测器有可能在高于200° C的温度下工作。这种探测器在诸如核反应堆附近的监测和深油气井钻孔测井的应用中是重要的。我们讨论了基于CVD金刚石的α粒子探测器的开发，该探测器在高达225° C的温度下以高电荷收集效率和能量分辨率运行。四个名义上相同的商业，电子级，CVD金刚石已被涂上一层薄的金属导电层在我们的实验室，然后连接到陶瓷PCB。本文给出了在20 ~ 250° C温度范围内工作的四种传感器的I-V特性、电荷收集效率和对239 Pu、241 Am、244 Cm混合源α粒子的能量分辨率。给出了能谱和电荷收集效率的蒙特卡罗模拟和实验测量结果。在1.6%和4.0%之间的能量分辨率在升高的温度与电荷收集效率超过96%进行了测量。讨论了热中子探测的潜力。
Ionising radiation detectors based on wide band-gap materials have the potential to operate at temperatures higher than 200° C. Such detectors are important in applications such as monitoring near nuclear reactors and in deep oil and gas well borehole logging. We discuss the development of alpha particle detectors, based on CVD diamond, which operate with high charge collection efficiency and energy resolution at temperatures up to 225° C. Four nominally identical commercial, electronic grade, CVD diamonds have been coated with a thin metal conductive layer in our laboratory and then attached to ceramic PCB. We present the I–V characteristics, the charge collection efficiency and the energy resolution for alpha particles from a mixed 239 Pu, 241 Am, 244 Cm source, for the four sensors operating at temperatures from 20 to 250° C. Monte Carlo simulations of the energy spectra and charge collection efficiency and experimental measurements of these are presented. Energy resolutions between 1.6% and 4.0% at elevated temperatures with charge collection efficiency exceeding 96% were measured. The potential for thermal neutron detection is discussed.
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