具体测试对象:
直接转换型半导体辐射探测器
半导体辐射探测材料肖特基结或PN结结构
X射线光子计数探测器结区、闪烁体探测器中的硅光电倍增管等
原理:在辐射探测器半导体结上施加正向偏压注入少数载流子,或利用高电场反向偏压下的碰撞激发与隧穿效应,使载流子通过辐射复合发射光子。收集发射光强随波长的分布,获得电致发光光谱。峰位对应带隙、缺陷能级或高场域发光中心,强度反映载流子注入效率与辐射复合概率。
作用:表征半导体辐射探测材料的缺陷能级与电场分布均匀性,可分析晶体内部陷阱态发光特征,评估高场下载流子输运行为;通过电致发光成像识别探测器失效区域或电场畸变位置,为辐射探测器材料品质评价与电极结构优化提供发光诊断依据。
待测辐射探测材料须制备成肖特基结、PN结或具有良好整流接触的器件结构,以提供载流子注入或高场工作条件。电极须可施加正向偏压或反向高压,漏电流须在测试范围内可控。样品表面须平坦洁净,发光面朝向收集光路。若采用高反向偏压,须注意防止击穿与边缘放电。测试须在屏蔽暗箱中进行以消除环境光。
3.1高场下的边缘放电与假发光。
反向高偏压下电极边缘空气放电或介质击穿产生的等离子体发光与探测器本征发光光谱重叠,形成虚假电致发光峰,干扰缺陷能级指认。须在真空或绝缘油环境中测量,或采用保护环结构抑制边缘电场,并对比不同气氛下的光谱以识别放电贡献。
3.2焦耳热效应导致的发光峰红移。
大电流注入或高场漏电使结区局部升温,带隙收缩造成发光峰位向低能移动,且无辐射复合增强降低了发光效率。须采用脉冲偏压替代直流偏压以减小热积累,并监测器件表面温度。

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