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世界首个半导体中子探测器!让体积巨大的探测器变“袖珍”

  目前,有两类探测器使用氦气或闪光。这些探测器非常大有时有一堵墙那么大。

  “人们对半导体中子探测器的设想由来已久,”西北大学的Mercouri Kanatzidis说,他领导了这项研究。

  传统类型的热中子探测仪从20世纪50年代就开始使用了,但是一种实用的半导体材料仍然难以找到。

  锂极具吸收中子的能力,很快成为最有前途的中子探测设备材料。但将锂整合到半导体中并使其稳定(锂遇水易碎)则是另一回事。

  “或者你可以找到不适合半导体的稳定锂化合物。我们发现了两个世界的平衡点。特定的锂-6同位素含量丰富,成本低廉,是一种强中子吸收剂。”

  在他们的研究中,Kanatzidis和他的团队发现了正确的材料组合来制造工作装置,同时也能保持锂的稳定。

  由此产生的半导体中子探测器可以探测到哪怕是非常微弱的源发出的热中子而且可以在纳秒内探测到。

  因此,一个更小的部分的材料可以吸收与巨大设备相同数量的中子。这就导致了设备小到可以放在你的手里。

  Kanatzidis说:“重要的是要有各种尺寸和尽可能多种类的中子探测器,比如我们的新半导体。”