籽晶垂直温度梯度凝固法制备高能射线探测用溴化铊单晶及其特性研究

溴化铊（TlBr）具有原子序数高、密度大、禁带宽的特点，是目前国际上研究十分活跃的一种高能射线探测用新型半导体材料。与目前采用的Ge、Si、CdZnTe等半导体探测材料相比，TlBr由于其材料特性及其探测器工作无需制冷，能克服硬X射线以上频段由于材料的空穴输运能力有限而导致探测率低下等问题，是用作高能X、γ射线探测的理想材料。本项目拟从研究TlBr晶体生长热力学、动力学及材料探测机制着手，先采用垂直气相升华法生长TlBr籽晶，再利用垂直温度梯度凝固法生长纯度高的TlBr单晶；通过提高晶体完整性来提高器件探测率，解决布里奇曼法因温度梯度大易产生结晶热应力导致位错缺陷多、移动熔区法因无籽晶引晶而造成的结晶质量差、及水热法难以生长大尺寸单晶的问题。在研究提供TlBr单晶基础上，制备出探测器单元，研究其电学、光谱特性及其表征，探索TlBr探测性能与单晶完整性及纯度之间的内在联系。