[發明專利]一種同基質的“閃爍體-半導體-閃爍體”復合X射線探測器

有效

• 申請號: 201710226565.5
• 申請日: 2017-04-09
• 公開（公告）號: CN107015263B
• 公開（公告）日: 2019-11-15
• 發明（設計）人: 譚俊;孫麗娜;孫偉;宋丹;鄧江寧;孫永輝;王新麗;董宇
• 申請（專利權）人: 東北大學
• 主分類號: G01T1/24
• 分類號: G01T1/24;G01T1/202
• 代理公司: 21234 沈陽優普達知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 俞魯江<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明提供一種同基質的“閃爍體?半導體?閃爍體”復合X射線探測器，包括前閃爍體、半導體光電導探測器、后閃爍體。三者組成類似三明治結構，通過原子間吸引力結合，不需要耦合劑；前閃爍體、后閃爍體化學成分相同，厚度不同，通過對基質摻雜獲得；半導體光電導探測器包括半導體基質、電極和引線；復合X射線探測器可以通過通用薄膜生長技術獲得，生長過程中只需要調節摻雜濃度即可，將閃爍體、耦合劑、光電二極管或光電倍增管簡三種材料化為一種材料，具有制作方法簡單、制作原理單一、制作周期短、制作成本低等優勢，同時，取消了耦合劑，閃爍體與光電導探測器通過原子間引力緊密結合，光損耗小，探測效率高。

技術領域

本發明屬于傳感器領域，具體是一種同基質的“閃爍體-半導體-閃爍體”復合X射線探測器。

背景技術

目前，X射線探測技術已廣泛應用于安全檢查、醫療健康、無損檢測等領域，其核心部件為探測器。目前使用的X射線探測分為直接型和間接型，直接型利用半導體材料在X射線照射下產生光電子原理制成，探測效率低，只適合于低能X射線；間接型利用閃爍體把X射線轉換為可見光，然后使用半導體光電二極管或光電倍增管探測可見光，二者通過光學膠或硅油等耦合劑，耦合在一起，配合不同閃爍體，適合于不同能量范圍的X射線，應用范圍比較廣泛。間接性探測器制作工藝復雜，成本高昂，需要使用單晶爐，在高溫下緩慢生長出單晶閃爍體，每次生長需要消耗數十個小時，然后切割、拋光、密封后備用，需要使用復雜的半導體工藝制作半導體光電二極管或使用真空管工藝制作光電倍增管，然后在超凈間中將二者耦合在一起。

發明內容

針對現有技術存在的工藝復雜、效率低的問題，結合間接型和直接型的優點，本發明提供一種同基質的“閃爍體-半導體-閃爍體”復合X射線探測器。

本發明的技術方案是：

一種用于X射線檢測的同基質的“閃爍體-半導體-閃爍體”復合探測器，復合探測器包括前閃爍體、半導體光電導探測器、后閃爍體；所述前閃爍體、半導體光電導探測器、后閃爍體為一種同基質(比如ZnO，ZnS)材料，三者組成類似三明治結構，通過原子間吸引力結合，不需要耦合劑；

所述前閃爍體、后閃爍體化學成分相同，厚度不同，前閃爍體較薄，后閃爍體較厚，通過對基質摻雜，摻雜度為0.1-5％獲得；

所述半導體光電導探測器包括半導體基質、電極和引線；

所述復合探測器可以通過通用薄膜生長技術獲得，生長過程中只需要調節摻雜濃度即可。

本發明的優點是：通過創新的“閃爍體-半導體-閃爍體”結構，使得紫外線分別從上、下兩個方向分別進入半導體光電導探測器層，探測效率提高了1倍，具有顯著的優勢。

本發明是同基質的“閃爍體-半導體-閃爍體”復合X射線探測器，將目前使用的生長閃爍晶體、制作光電二極管或光電倍增管、耦合三步制作方法簡化為一步，將閃爍體、耦合劑、光電二極管或光電倍增管簡三種材料化為一種材料，具有制作方法簡單、制作原理單一、制作周期短、制作成本低等優勢，同時，取消了耦合劑，閃爍體與光電導探測器通過原子間引力緊密結合，光損耗小，利用效率高。

附圖說明

圖1是本發明的結構框圖。

圖2是本發明的應用原理圖。

圖3是本發明的點探測器示意圖。

圖4是本發明的線探測器示意圖。

圖5是本發明的面探測器示意圖。

圖6是本發明的探測器重疊布置示意圖。

圖7是本發明的探測器具有過慮片重疊布置示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖1-7和具體實施方式對本發明做詳細說明。