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砷化镓(GaAs)核辐射探测器自上世纪70年代发展至今，探测器已有较好的制备工艺及探测性能，但GaAs探测器在耐辐照、辐照损伤修复及低功耗等方面的研究却很少，并且一些特殊环境的应用领域对探测器的性能提出更高要求，这些不足都制约其进一步的发展。本文围绕GaAs基核辐射探测器的制备及性能表征、耐辐照性、辐照损伤修复等方面展开了研究。
设计并制备了半绝缘GaAs肖特基型探测器，测试了其电学特性，在偏压为-100V时，器件漏电流为7.83nA，电流密度为2.51×10-7A/cm2，探测器势垒高度为0.93eV；并对探测器进行α粒子(241Am，5.48MeV)能谱及电荷收集效率(CCE)测试，探测器在反向偏压为20V时能量分辨率达到8.3%，在反向偏压为60V时CCE达到了80%。利用10MeV高能电子辐照，累积剂量为0~200kGy，对半绝缘GaAs探测器的耐辐照性进行研究。用电流-电压(I-V)、CCE和α粒子能谱对辐照后的探测器性能进行了表征，辐照后探测器能量分辨率与CCE下降，但探测效率得到了提高，器件在高剂量辐照后仍能进行探测工作。对辐照后半绝缘GaAs肖特基型探测器进行热退火，研究退火对辐照损伤的修复。对辐照后退火器件的I-V、α能谱及CCE进行测试与分析。测试结果表明，热退火能够部分修复电子辐照引起的损伤。
首次制备出一种新型变组分变掺杂铝镓砷/镓砷(AlGaAs/GaAs)PIN型核辐射探测器，并对不同尺寸的探测器进行电学特性测试及α粒子能谱测试。测试结果表明，探测器具有高的灵敏性，并且能在零偏压下工作，在零偏压下能量分辨率达3.3%。使用55Fe(5.9 keV)X射线源对变组分变掺杂AlGaAs/GaAsPIN型核辐射探测器进行X射线探测性能测试。探测器对X射线具有明显的探测响应，但只能通过示波器观察到单个信号响应，并不能测试出多道能谱。一方面是器件结构有待优化，漏电流偏大，另一方面是所使用的55Fe(5.9 keV)X射线源的能量较低。
设计并制备了半绝缘GaAs肖特基型探测器，测试了其电学特性，在偏压为-100V时，器件漏电流为7.83nA，电流密度为2.51×10-7A/cm2，探测器势垒高度为0.93eV；并对探测器进行α粒子(241Am，5.48MeV)能谱及电荷收集效率(CCE)测试，探测器在反向偏压为20V时能量分辨率达到8.3%，在反向偏压为60V时CCE达到了80%。利用10MeV高能电子辐照，累积剂量为0~200kGy，对半绝缘GaAs探测器的耐辐照性进行研究。用电流-电压(I-V)、CCE和α粒子能谱对辐照后的探测器性能进行了表征，辐照后探测器能量分辨率与CCE下降，但探测效率得到了提高，器件在高剂量辐照后仍能进行探测工作。对辐照后半绝缘GaAs肖特基型探测器进行热退火，研究退火对辐照损伤的修复。对辐照后退火器件的I-V、α能谱及CCE进行测试与分析。测试结果表明，热退火能够部分修复电子辐照引起的损伤。
首次制备出一种新型变组分变掺杂铝镓砷/镓砷(AlGaAs/GaAs)PIN型核辐射探测器，并对不同尺寸的探测器进行电学特性测试及α粒子能谱测试。测试结果表明，探测器具有高的灵敏性，并且能在零偏压下工作，在零偏压下能量分辨率达3.3%。使用55Fe(5.9 keV)X射线源对变组分变掺杂AlGaAs/GaAsPIN型核辐射探测器进行X射线探测性能测试。探测器对X射线具有明显的探测响应，但只能通过示波器观察到单个信号响应，并不能测试出多道能谱。一方面是器件结构有待优化，漏电流偏大，另一方面是所使用的55Fe(5.9 keV)X射线源的能量较低。