六方氮化硼的热中子辐照损伤

由于辐照缺陷直接影响载流子收集效率和器件性能,辐照缺陷结构与六方氮化硼(hBN)中载流子产生和输运的关系一直是探测器研究的重要课题.利用静电计、X射线衍射(XRD)、正电子湮没寿命谱(PALS)等方法研究了热解氮化硼(PBN)和热压氮化硼(H-BN)材料的热中子辐照损伤和缺陷结构,以及辐照缺陷对载流子输运的影响.中子辐照的总剂量分别为3.9×1014,1.6×1015,1.0×1016 cm-2.结果表明,中子辐照引入了大量的缺陷和杂质.缺陷的变化规律主要表现为单空位、双空位、小空位团缺陷浓度随着热中子辐照剂量的增加而增加.中子辐照产生的杂质(Li离子)成为了载流子产生中心.辐照引入的缺陷主要成为了载流子的散射和复合中心,降低了载流子迁移率和浓度,使得辐照后的载流子浓度远远低于预期的浓度.研究结果对于理解hBN中子探测器的载流子输运机理具有重要的科学意义.