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Sensitive direct-conversion X-ray detectors formed by ZnO nanowire field emitters and β-Ga2O3 photoconductor targets with an electron bombardment induced photoconductivity mechanism
Photonics Research ( IF 6.6 ) Pub Date : 2021-11-15 , DOI: 10.1364/prj.438204 Zhipeng Zhang 1 , Manni Chen 1 , Xinpeng Bai 1 , Kai Wang 1 , Huanjun Chen 1 , Shaozhi Deng 1 , Jun Chen 1
Photonics Research ( IF 6.6 ) Pub Date : 2021-11-15 , DOI: 10.1364/prj.438204 Zhipeng Zhang 1 , Manni Chen 1 , Xinpeng Bai 1 , Kai Wang 1 , Huanjun Chen 1 , Shaozhi Deng 1 , Jun Chen 1
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Sensitive X-ray detection is needed in diverse areas motivated by a common desire to reduce radiation dose. Cold cathode X-ray detectors operating with a photoelectron multiplication mechanism called electron bombardment induced photoconductivity (EBIPC) have emerged as promising candidates for low-dose X-ray detection. Herein, the cold cathode detectors formed by ZnO nanowire field emitters and photoconductor targets were proposed for sensitive direct-conversion X-ray detection. The charge carrier transport mechanism of EBIPC effect in X-ray detectors was investigated to achieve a high internal gain () and high detection sensitivity () for a 6 keV X-ray at the electric field of . Furthermore, the proposed X-ray detectors showed the features of fast response time (40 ms), long-term stability (0.6% for 1 h), and low detection limit (), suggesting that the direct-conversion cold cathode X-ray detectors are ideal candidates for low-energy X-ray detecting and imaging applications.
中文翻译:
由 ZnO 纳米线场发射体和 β-Ga2O3 光电导体靶形成的灵敏的直接转换 X 射线探测器,具有电子轰击诱导的光电导机制
出于减少辐射剂量的共同愿望,不同领域都需要灵敏的 X 射线检测。使用称为电子轰击诱导光电导 (EBIPC) 的光电子倍增机制运行的冷阴极 X 射线探测器已成为低剂量 X 射线探测的有希望的候选者。在此,由 ZnO 纳米线场致发射器形成的冷阴极探测器和光电导体目标被提议用于灵敏的直接转换 X 射线检测。研究了 X 射线探测器中 EBIPC 效应的电荷载流子传输机制以实现高内部增益() 和高检测灵敏度 () 对于 6 keV X 射线,电场为 . 此外,所提出的 X 射线探测器显示出响应时间快(40 毫秒)、长期稳定性(1 小时 0.6%)和低检测限(),表明直接转换冷阴极 X 射线探测器是低能 X 射线探测和成像应用的理想候选者。
更新日期:2021-12-01
中文翻译:
由 ZnO 纳米线场发射体和 β-Ga2O3 光电导体靶形成的灵敏的直接转换 X 射线探测器,具有电子轰击诱导的光电导机制
出于减少辐射剂量的共同愿望,不同领域都需要灵敏的 X 射线检测。使用称为电子轰击诱导光电导 (EBIPC) 的光电子倍增机制运行的冷阴极 X 射线探测器已成为低剂量 X 射线探测的有希望的候选者。在此,由 ZnO 纳米线场致发射器形成的冷阴极探测器和光电导体目标被提议用于灵敏的直接转换 X 射线检测。研究了 X 射线探测器中 EBIPC 效应的电荷载流子传输机制以实现高内部增益() 和高检测灵敏度 () 对于 6 keV X 射线,电场为 . 此外,所提出的 X 射线探测器显示出响应时间快(40 毫秒)、长期稳定性(1 小时 0.6%)和低检测限(),表明直接转换冷阴极 X 射线探测器是低能 X 射线探测和成像应用的理想候选者。