近日，原子能院核技術(shù)綜合研究所成功研制出我國(guó)首個(gè)高效氮化硼中子探測(cè)器，相關(guān)指標(biāo)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，提升了我國(guó)在新一代探測(cè)材料和新型探測(cè)器領(lǐng)域的創(chuàng)新研發(fā)能力。該探測(cè)器體積小、重量輕，中子探測(cè)效率高，泄漏電流小且功耗更低，具備極低的背景噪聲，可應(yīng)用于高溫、高輻射等惡劣環(huán)境，對(duì)于推動(dòng)我國(guó)新型探測(cè)器材料和先進(jìn)半導(dǎo)體中子探測(cè)器的研究應(yīng)用具有重要意義。

高效氮化硼中子探測(cè)器

高效氮化硼中子探測(cè)器采用了新一代超寬禁帶半導(dǎo)體材料——六方氮化硼晶體，當(dāng)天然硼源生長(zhǎng)出的六方氮化硼厚度達(dá)到1毫米時(shí)，對(duì)熱中子的俘獲率可達(dá)約100%。據(jù)此，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)突破了大尺寸、大厚度、高質(zhì)量六方氮化硼單晶生長(zhǎng)的關(guān)鍵技術(shù)，解決了探測(cè)器設(shè)計(jì)仿真、工藝制備等難題，最終研制出高效氮化硼中子探測(cè)器。

與此同時(shí)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)在國(guó)內(nèi)首次開(kāi)展了氮化硼晶體材料生長(zhǎng)、缺陷機(jī)理及影響、中子探測(cè)等研究，取得了關(guān)于氮化硼晶體材料特性的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。團(tuán)隊(duì)還針對(duì)氮化硼探測(cè)器開(kāi)展了專用集成電路研究，改進(jìn)了電荷靈敏前置放大器(CSA)噪聲定量解析模型，有效解決了傳統(tǒng)專用集成電路設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題，克服了芯片研制過(guò)程中弱信號(hào)處理的難題。測(cè)試結(jié)果顯示，所研制的芯片噪聲水平處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

氮化硼探測(cè)器專用集成電路(ASIC)芯片

項(xiàng)目得到了原子能院長(zhǎng)期基礎(chǔ)研究專項(xiàng)和國(guó)家自然科學(xué)基金的經(jīng)費(fèi)支持。未來(lái)，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)將針對(duì)高質(zhì)量晶體材料生長(zhǎng)、高性能探測(cè)器開(kāi)發(fā)等開(kāi)展進(jìn)一步研究，大力開(kāi)展氮化硼探測(cè)器產(chǎn)品化研制，推動(dòng)高效氮化硼中子探測(cè)器在反應(yīng)堆中子監(jiān)測(cè)、高能物理實(shí)驗(yàn)中子探測(cè)、中子劑量監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域的應(yīng)用。