4H-SiC中子探测器

耐强中子辐照

在聚变堆强中子场中依然保持电荷收集效率，并可通过优化设计提升抗辐照能力。

Yongbo, Sun · 胡志明 · Zhang, Hui · 龚频 · 钟国强 · 胡立群 · Gorini, Giuseppe · Croci, Gabriele · Tang, Xiaobin

IEEE Sensors Journal 2024

参数信息

电荷收集效率

40 %

模型验证最大中子注量

5e15 cm⁻²

技术优势

高注量下仍可用

在10¹⁵ cm⁻²中子注量下，电荷收集效率保持在约40%，且模型预测与参考文献实验值一致至5×10¹⁵ cm⁻²。

可预测退化

TCAD损伤分析模型可预测不同中子注量下的探测器内部参数及电荷收集效率，预测结果与实验数据合理一致。

有明确优化路径

增强载流子输运速率和灵敏区电场可有效缓解性能退化，从而提升探测器耐辐照能力。

应用场景

• 聚变堆中子诊断：在托卡马克强中子场中耐受高注量辐照，用于聚变装置中子诊断。
• 航天器辐射探测：利用4H-SiC优异抗辐照和热稳定性，用于航天器空间辐射探测。
• 核反应堆监测：在反应堆高中子通量下保持电荷收集效率，用于堆芯监测。
• 粒子物理实验：低伽马灵敏度特性使其适用于粒子物理实验中的中子探测。