h-BN中子探测器制备及中子响应

作     者：焦伟勇 黄河 刘吉珍 朱志甫 王旭 王玮 邹继军 龙炳旭 Jiao Weiyong;Huang He;Liu Jizhen;Zhu Zhifu;Wang Xu;Wang Wei;Zou Jijun;Long Bingxu

作者机构：东华理工大学机械与电子工程学院南昌330013 中国核动力研究设计院成都610005 

基　　金：国家自然科学基金面上基金资助项目(61964001,12275049,62211530107) 河南省科技攻关项目(242102520013) 江西省重点研发计划资助项目(20212BBG73012) 核技术应用教育部工程研究中心开放基金资助(HJS2021-4) 

出 版 物：《机电工程技术》 (Mechanical & Electrical Engineering Technology)

年 卷 期：2024年第53卷第8期

页      码：28-31,46页

摘      要：h-BN具有高的反应截面和高效率直接探测中子的优势,在中子探测技术领域具有潜在的应用场景。分析了三步脱氢法生长h-BN的低气压化学沉积机理,对于生长高质量的h-BN晶体,氨硼烷前驱体的升华温度是一个重要的参数。通过优化氨硼烷前驱体的升华温度,利用LPCVD外延生长技术在蓝宝石衬底上外延生长了高质量的h-BN。XRD表征技术表明,优化氨硼烷前驱体的升华温度能够显著改善h-BN晶体质量。利用半导体制备工艺在h-BN上完成了中子探测器的制备,在中子源照射下,在不同的氨硼烷升华温度下,获得了单个中子的电信号。中子响应测试结果表明,当设定温度分别为165℃和170℃时,获得了2.088 V和2.16 V的电压信号,电荷收集效率分别达到了87%和90%,实验中所测量的电压值与理论预期值呈现出良好的一致性。本实验结果对未来晶圆级和高质量h-BN晶体生长提供了实验数据,并为h-BN中子探测器大规模商业化应用提供关键的技术支撑。

主 题 词：h-BN 中子探测器 氨硼烷 升华温度 

学科分类：082704[082704] 08[工学] 0827[工学-食品科学与工程类] 

D　O　I：10.3969/j.issn.1009-9492.2024.00068

馆 藏 号：203128407...