X射線探測(cè)器集成化技術(shù)研究.pdf

1、X射線憑借其光子能量高、穿透力強(qiáng)等特點(diǎn)，已在科研、生產(chǎn)、生活等多個(gè)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。但現(xiàn)有的X射線探測(cè)器存在諸如體積龐大、使用不靈活等問題，為了改善這些缺陷，本文提出了X射線集成化探測(cè)器的設(shè)計(jì)理念，并針對(duì)其中的幾項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，為探測(cè)器的最終實(shí)現(xiàn)奠定了基礎(chǔ)。
　　該探測(cè)器采用CsI(Tl)閃爍晶體為光轉(zhuǎn)換材料，以CCD為光接收器件，將CsI(Tl)晶體制成具有晶柱結(jié)構(gòu)的薄膜直接集成于CCD器件表面，并使用Al為保護(hù)材料對(duì)薄

2、膜的晶柱進(jìn)行包裹和分隔，以達(dá)到抑制熒光擴(kuò)散、提高探測(cè)器的分辨率的目的。文中主要工作如下：
　　通過建立連續(xù)層模型、晶體單元模型及具有晶柱結(jié)構(gòu)的薄膜模型對(duì)CsI(Tl)晶體薄膜的熒光轉(zhuǎn)換因子K進(jìn)行了計(jì)算，結(jié)果表明具有晶柱結(jié)構(gòu)的薄膜K值更高，并在膜厚為15μm和70μm處取得極大值。同時(shí)，K值隨晶柱直徑的增大而減小。
　　在理論計(jì)算的基礎(chǔ)上，通過真空蒸發(fā)沉積實(shí)驗(yàn)制備了多組CsI(Tl)薄膜，并使用光學(xué)金相顯微鏡、X射線衍射（XR

3、D）技術(shù)及方阻測(cè)試對(duì)薄膜的生長情況和結(jié)晶狀態(tài)進(jìn)行了觀測(cè)。對(duì)觀測(cè)結(jié)果的分析表明，薄膜沉積速率越快、襯底溫度越低，薄膜晶粒越細(xì)??；對(duì)不同襯底材料上生長的薄膜進(jìn)行的分析表明晶體襯底有利于提高薄膜結(jié)晶質(zhì)量；發(fā)現(xiàn)了CsI(Tl)晶體薄膜沿（200）晶面的擇優(yōu)取向生長現(xiàn)象；對(duì)薄膜厚度的研究表明，薄膜過厚會(huì)導(dǎo)致晶粒間出現(xiàn)開裂、薄膜的致密性變差，從而嚴(yán)重影響薄膜的擇優(yōu)取向性和結(jié)晶質(zhì)量，而70μm厚的薄膜具有良好的結(jié)晶質(zhì)量的擇優(yōu)取向性。
　　為保護(hù)