X射线具有波长短、穿透能力强等优点，在医学成像、安全检查、科学研究、空间通信等领域具有重要作用。半导体X射线探测器可以将X射线转换为电流信号，具有易集成、空间分辨率高、能量分辨率高、响应速度快等优点。高性能的X射线探测器应具备暗电流低、灵敏度高、响应速度快、可长时间稳定工作等特点，因此制备X射线探测器的半导体材料应具有电阻率高、缺陷少、抗辐照能力强、禁带宽度宽等性质。氧化镓(Ga2O3)是一种新型宽禁带半导体材料，具有超宽禁带宽度、高击穿场强、高X射线吸收系数、耐高温、可采用熔体法生长大尺寸单晶等优点，是一种适合制备X射线探测器的新型材料，近年来基于Ga2O3的X射探测器成为辐射探测领域的研究热点之一。本文主要介绍了Ga2O3半导体的物理性质及其在X射线探测器方面的研究进展，分析了影响X射线探测器性能的物理机制，为提高Ga2O3基X射探测器的性能提供了思路。

同轴晶体管外形(TO)封装的半导体探测器年出货量高达千万只, 其质量控制与检测是非常重要的。传统的人工借助显微镜的目视检验因受主观判断和视觉疲劳影响, 误检率和漏检率较高。为了解决此问题, 文章提出了一种适用于同轴型半导体探测器封前外观自动光学检验(AOI)的方案, 运用视觉检测将合格品和不合格品自动识别并分拣, 引入景深合成技术实现线弧的高度检测。样机测试结果表明, 所提方案具备良好的检测适应性和较低的误检率, 适合生产线批量检测任务, 可以取代人工目视检验。

使用同一块CdZnTe晶体设计制作了像素大小不等的4×4公共格栅像素CdZnTe探测器.通过能谱测定实验及权重势和电场仿真,研究了公共格栅像素CdZnTe探测器中的小像素效应和引导效应.结果表明:由于小像素效应较弱,较大的像素不能有效消除“空穴拖尾”,能谱特性较差;由于晶体内部以及像素和公共格栅间隙表层的电荷损失,较小的像素能谱特性也较差.在像素宽度为0.8 mm时,得到了对662 keV的137Cs放射源的最佳能量分辨率3.80%和峰谷比5.65.适当增大公共格栅偏压可以引导电子向阳极像素运动,促进电荷的完全收集,改善探测器的能谱特性.过大的偏压则会造成像素和公共格栅间表面漏电流的增加,探测器的能谱特性也会恶化.在像素宽度为0.8 mm时最佳偏压为-60 V.

为突破传统半导体核探测器耐高温与抗辐照性能不足的瓶颈, 采用4H-SiC宽禁带半导体材料研制了4H-SiC探测器, 并研究其构成的探测系统对α粒子的能量分辨率和能量线性度。所研制4H-SiC探测器漏电流低, 当外加反向偏压为200 V时, 其漏电流仅14.92 nA/cm2。采用具有5种主要能量α粒子的226Ra源研究其构成的探测系统对α粒子的能量分辨率, 获得4H-SiC探测系统对4.8~7.7 MeV能量范围内α粒子的能量分辨率为0.61%~0.90%, 与国际上报道的高分辨4H-SiC探测系统能量分辨率一致。同时, 实验结果表明: 4H-SiC探测系统对该能量范围内α粒子的能量线性度十分优异, 线性相关系数为0.999 99。

以SiC二极管和中子转换材料6LiF为基础，研制了SiC基中子探测器，并用241Am源与临界装置分别研究了SiC基中子探测器的α粒子响应、热中子响应。结果表明：SiC基中子探测器能够满足241Am源α粒子的计数测量，但由于SiC二极管灵敏区薄，故不能用于5.48 MeV的α粒子能谱测量；SiC基中子探测器对热中子响应良好，不同功率下，脉冲幅度谱中可清晰看到由6Li(n，α)3H的反应产物α粒子、3H粒子形成的双峰；脉冲幅度甄别法可将γ射线及电子学噪声甄别掉；在直接测量与符合测量中，SiC基中子探测器的计数率均与临界装置功率成线性关系，且直接测量的线性度比符合测量的线性度好，最好可达0.999 97。研究表明：降低肖特基接触金属的厚度、增加其外延层厚度、提高其外延层品质，可将SiC二极管用于带电粒子能谱测量。

考虑载流子陷获效应建立了碲锌镉(CdZnTe)像素阵列探测器感应电荷分布模型，并从非平衡载流子连续方程出发，推导了晶体内部陷获载流子数密度分布，得到了CdZnTe探测器成像调制传递函数评价模型。数值计算结果表明：随入射光子能量的增加，探测器成像质量明显下降；当电子载流子与空穴载流子迁移寿命积范围分别为0.5×10-3~5.0×10-3 cm2/V，2.0×10-5~7.5×10-5 cm2/V时，电子载流子感应信号是探测器响应信号的主要来源，而空穴迁移寿命积变化对探测器成像性能的影响有限，所建立模型的载流子收集特性与实际探测器载流子收集特性相符。搭建了40 mm×40 mm的CdZnTe成像探测系统，探测并获得了系统预采样调制传递函数。实验结果表明: 模型理论值与实验数据相符合，实际CdZnTe晶体中存在的固有深能级缺陷、实验所采用的非单色性X射线源及较大的实际像素间隙是造成理论值与实验结果存在一定偏差的主要原因。

介绍了0.14 THz超高速无线通信实验系统的主要组成部分和主要实验结果。从太赫兹电子学出发，基于太赫兹半导体器件和宽带数字调制解调技术，采用一种“低频段高速矢量调制＋谐波混频＋放大”的太赫兹高速信息传输技术路线，在国内首次成功实现了0.14 THz 0.5 km 10 Gb/s高速信号实时传输和软件化事后解调，同时进行了4路高清视频信号的传输与解调。

硅微条探测器通过微电子工艺制作，易因沾污导致性能下降甚至失效; 裸露的键合引线，也易因机械力形成隐性或显性失效。对上述现象的研究可用于修复、维护探测器并在设计和工艺流程中改进其性能。本文通过光学、电气手段分析其结构和制作工艺流程，根据沾污性质在不同条件下清洗探测器，中测后根据芯片图形、封装方式和电气要求修复探测器，最后采用同位素α能谱测试修复效果。对一块沾污后失效(无法加载偏压)的硅微条清洗后在大气环境，N面接地，P面加载负偏压条件下进行了测试，结果显示： 170 V全耗尽，平均漏电流2.94 μA， 5.486 MeV的α峰能量分辨率约1.28%。失效键合所在条的另一面各条能谱观测到假峰，键合修复后消除。因沾污失效的硅微条探测器经过合适的清洗、修复，部分可以恢复性能，但清洗对表面和结构有损伤，须谨慎。另外，键合失效后，因信号不能引出导致的电荷积累会通过电容效应影响其它灵敏区。文章提示，探测器应存放于洁净，恒温，低湿度，避光，避强电磁干扰的环境，以提高能量和位置分辨率，并增加工作稳定性，延长使用寿命。

根据高能射线针孔成像理论，采用CdZnTe像素阵列探测器建立了直接成像探测模式的伽玛源针孔探测系统。测试分析了CdZnTe像素阵列探测器的能量分辨力及峰值效率，讨论研究了针孔成像探测系统的调制传递函数和附加噪声特性，测试获得直径5 mm137Cs源的探测图像，采用Lucy-Richardson迭代算法得到了137Cs源的复原图像。实验结果表明:CdZnTe探测器对662 keV 137Cs源的能量分辨力为6.25%～7.50%，峰值效率65.0%～72.5%；成像系统探测图像存在一定扩散现象，所采用的Lucy-Richardson迭代复原算法能较好地修正图像扩散，提高探测图像中心区域细节分辨力；估算所得137Cs源尺寸误差约0.5 mm，所建立的CdZnTe针孔成像探测系统能有效得到小尺寸伽玛源的辐照强度分布及尺寸信息。