于 晖，张蒙蒙，杜园园，席守智，查钢强，介万奇

(1.陕西迪泰克新材料有限公司，西安 712034; 2.西北工业大学材料学院，凝固技术国家重点实验室，辐射探测材料与器件工信部 重点实验室，西安 710072； 3.中国科学院高能物理研究所，粒子天体物理重点实验室，北京 100049)

0 引 言

碲锌镉(Cd1-xZnxTe, CZT)室温核辐射探测器因具有较高的探测效率和能量分辨率[1]，已经在环境监测、医学诊断、工业无损检测、安全检查、核科学与技术、天文观测以及高能物理等领域被广泛应用[2-6]，特别是在天体物理研究中占有重要的地位。近年来国内外一系列天文观测计划，都采用了CZT探测器[7-13]。国外如SWIFT卫星[8]，ProtoEXIST[10]、ASTRO-H/HXI[11]、ASTROSAT/CZTI[12]、NuSTAR[13]、InFOCUS、INTEGRAL/ISGRI、SVOM/ECLAIRs等项目；国内如2016年的实践十号返回式卫星，里面搭载的空间伽马射线和粒子计数仪，空间科学先导专项XTP卫星背景型号研制阶段所研制的准直型X射线望远镜，以及高能所在研的GECAM卫星的伽马射线探测器备用件，均是采用CZT探测器。

简单平面型CZT探测器主要用于低能射线(<100 keV)的探测，该结构探测器的优点是工艺简单、探测效率高、器件可靠性高[14-15]。eV PRODUCTS公司在1999年提出了一种CAPtureTM结构的CdZnTe探测器[16]，于2006年制备的CAPtureTM结构的CdZnTe探测器对122 keV和662 keV实现了<3%和<2%的能量分辨率[17]。RITEC公司在2009年[18]提出了一种改进的准半球CZT探测器，实现了对662 keV实现<1%的能量分辨率，2012年[19-20]通过红外光照射，对于662 keV得到12.6的峰康比和<0.75%的能量分辨率。2014年，Niu等[21]在准半球结构的基础提出了双阳极CdZnTe探测器，对122 keV和662 keV的分辨率达到了3.92%和1.27%。

目前国内外关于模拟CdZnTe伽马射线探测器能谱响应的研究结果主要集中在特殊探测器结构对于载流子输运特性的影响规律，对于平面探测器性能与外加偏压参数、器件尺寸大小等的详细关联缺少全面的论述与认识。如2006年， Bale等[17]曾利用eVDSIM软件计算分析了CdZnTe探测器阳极直径、偏压、电子和空穴的迁移率寿命积对准半球型CZT探测器性能的影响，得到CdZnTe的(μτ)e和偏压V导致电势的非线性分布对探测器的性能影响比较大，(μτ)h和阳极直径d对探测器的影响程度相对较小[17]。……