一种有机铁电增强中子辐射探测器及其制备方法

本发明涉及辐射探测器，特别涉及一种有机铁电增强中子辐射探测器及其制备方法。

背景技术：

1、中子辐射探测器在深海探测、反应堆检测、医疗成像、晶体结构分析等领域具有广泛应用。但由于中子是不带电粒子，需要中子转化层将中子转化层带电粒子，再通过半导体探测器对带电粒子进行探测，从而实现中子探测。目前针对快中子的转化层常用为聚乙烯材料。聚乙烯材料含有大量氢元素，可以和中子发生反应形成带电粒子，然而，申请人发现采用聚乙烯材料在低偏压下，探测效率低。

2、基于现有的中子辐射探测器存在的缺陷，有必要对此进行改进。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提出了一种有机铁电增强中子辐射探测器及其制备方法，解决或至少部分解决现有技术中存在的技术缺陷。

2、第一方面，本发明提供了一种有机铁电增强中子辐射探测器，包括：

3、半导体中子辐射探测器；

4、底电极，其位于所述半导体中子辐射探测器靠近其衬底的一侧面；

5、有机铁电增强层，其位于所述半导体中子辐射探测器远离其衬底的一侧面；

6、顶电极，其位于所述有机铁电增强层远离所述半导体中子辐射探测器的一侧面；

7、其中，所述有机铁电增强层的材料为含有氢元素的有机铁电材料。

8、优选的是，所述的有机铁电增强中子辐射探测器，所述有机铁电增强层的材料包括pvdf、p(vdf-trfe)中的任一种。

9、优选的是，所述的有机铁电增强中子辐射探测器，所述有机铁电增强层的厚度为0.1～10μm。

10、优选的是，所述的有机铁电增强中子辐射探测器，所述半导体辐射探测器包括碳化硅中子探测器、氮化镓中子探测器、氧化镓中子探测器中的任一种。

11、优选的是，所述的有机铁电增强中子辐射探测器，所述半导体中子辐射探测器包括肖特基型中子辐射探测器、pn型中子辐射探测器、pin型中子辐射探测器中的任一种。

12、优选的是，所述的有机铁电增强中子辐射探测器，所述底电极包括ti电极、al电极和au电极中的任一种或者多种复合金属电极。

13、优选的是，所述的有机铁电增强中子辐射探测器，所述顶电极包括ni电极、ni/au电极中的一种。

14、第二方面，本发明还提供了一种所述的有机铁电增强中子辐射探测器的制备方法，包括以下步骤：

15、提供半导体中子辐射探测器；

16、在所述半导体中子辐射探测器靠近其衬底的一侧面制备底电极；

17、在所述半导体中子辐射探测器远离其衬底的一侧面制备有机铁电增强层；

18、在所述有机铁电增强层远离所述半导体中子辐射探测器的一侧面制备顶电极。

19、本发明的有机铁电增强中子辐射探测器相对于现有技术具有以下有益效果：

20、本发明的有机铁电增强中子辐射探测器，包括底电极、半导体中子辐射探测器、有机铁电增强层和顶电极；本发明的有机铁电增强中子辐射探测器，突破传统聚乙烯中子转化层只能实现中子转化的固有属性，有机铁电增强层的材料为含有氢元素的有机铁电材料，不仅能实现中子转化，同时还具有铁电强极化特性，同时具备中子转化和铁电场增强的双重功能，在中子转化的同时给半导体探测器提供高的电场，在低偏压下实现高的探测效率。

技术特征：

1.一种有机铁电增强中子辐射探测器，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的有机铁电增强中子辐射探测器，其特征在于，所述有机铁电增强层的材料包括pvdf、p(vdf-trfe)中的任一种。

3.如权利要求1所述的有机铁电增强中子辐射探测器，其特征在于，所述有机铁电增强层的厚度为0.1～10μm。

4.如权利要求1所述的有机铁电增强中子辐射探测器，其特征在于，所述半导体辐射探测器包括碳化硅中子探测器、氮化镓中子探测器、氧化镓中子探测器中的任一种。

5.如权利要求1所述的有机铁电增强中子辐射探测器，其特征在于，所述半导体中子辐射探测器包括肖特基型中子辐射探测器、pn型中子辐射探测器、pin型中子辐射探测器中的任一种。

6.如权利要求1所述的有机铁电增强中子辐射探测器，其特征在于，所述底电极包括ti电极、al电极和au电极中的任一种或者多种复合金属电极。

7.如权利要求1所述的有机铁电增强中子辐射探测器，其特征在于，所述顶电极包括ni电极、ni/au电极中的一种。

8.一种如权利要求1～7任一所述的有机铁电增强中子辐射探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

技术总结
本发明提供了一种有机铁电增强中子辐射探测器及其制备方法，该探测器包括底电极、半导体中子辐射探测器、有机铁电增强层和顶电极；本发明的有机铁电增强中子辐射探测器，突破传统聚乙烯中子转化层只能实现中子转化的固有属性，有机铁电增强层的材料为含有氢元素的有机铁电材料，不仅能实现中子转化，同时还具有铁电强极化特性，同时具备中子转化和铁电场增强的双重功能，在中子转化的同时给半导体探测器提供高的电场，在低偏压下实现高的探测效率。

技术研发人员：孙晓娟,贾玉萍,黎大兵,谢智伟,刘明睿
受保护的技术使用者：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13