精确定位射线与CZT探测器作用位置关键技术研究

CZT is a novel room-temperature semiconductor material used for building nuclear radiation detectors, featuring high resistivity, high atomic number, wide band gap, strong cut-off capability and high quantum efficiency, which can be widely applied in the energy and imaging detectors for military, medical science, astronomy, industry, etc and is a significant derection for developing high performance nuclear detectors. As the intrinsic transport character of carrier in CZT, there are deviations on energy measurement from different incident positions, which degrades the energy resolution, and the imaging quality is restricted by the pixel size of pixel CZT used in imaging detectors. It's very important that the key technique on the position resolution of CZT detectors is researched, which can help us obtain high precise DOI and sub-pitch spatial resolution, which has considerable meaning to promote the energy resolution and imaging quality of nuclear detectors.

碲锌镉（CZT）晶体是一种性能优异的新型室温半导体核辐射探测器材料，其电阻率、原子序数及禁带宽度大、截止能力和量子效率高，可广泛应用于研发军事、医学、天文、工业等领域的各类X射线及伽马射线能谱及成像探测器，是发展高性能核辐射探测器的重要方向。由于CZT晶体内部载流子的输运特性，射线不同入射位置会导致能谱测试出现偏差，能量分辨率相应变差，同时，像素型CZT应用于成像探测器，成像质量会受到电极尺寸的限制。研究CZT探测器位置分辨关键技术，得到高精度DOI信息及亚像素位置分辨，对于提升探测器能量分辨及成像质量具有十分重要的意义。

碲锌镉（CZT）晶体是一种性能优异的新型室温半导体核辐射探测器材料，其电阻率、原子序数及禁带宽度大、截止能力和量子效率高，可广泛应用于研发军事、医学、天文、工业等领域的各类X射线及伽马射线能谱及成像探测器，是发展高性能核辐射探测器的重要方向。由于CZT晶体内部载流子的输运特性，射线不同入射位置会导致能谱测试出现偏差，能量分辨率相应变差，同时，像素型CZT应用于成像探测器，成像质量会受到电极尺寸的限制。研究CZT探测器位置分辨关键技术，得到高精度DOI信息及亚像素位置分辨，对于提升探测器能量分辨及成像质量具有十分重要的意义。通过完成本项目的研究工作实现了DOI精度~0.6mm，能量分辨率从3.94%@662keV提升到1.4%@662keV；通过权重势交迭及电荷共享技术实现了2mm本征分辨提升到~1.4mm。该项目成果可用于实现对核辐射场的快速响应、精准定位、精确分析，可广泛应用各类核探测器开发。