暗电流、能量分辨率、电荷收集率的高低是评估金刚石探测器好坏的重要指标。高性能的金刚石探测器一般具有低的暗电流、低的能量分辨率、高的电荷收集效率、对信号的快速响应，以及良好的时间稳定性和温度稳定性。图4为金刚石探测器的结构、测试系统以及性能测试的结果。
图3 金刚石探测器工作原理示意图
图4 (a)探测器的结构和测试系统；(b)能量分辨率；(c)电荷收集效率
3.2 金刚石核辐射探测器的研究进展
国外对于金刚石探测器的研究较为领先，实现了对α粒子、β粒子、γ粒子、X射线、离子、中子等的探测，对于241Am α粒子的4种不同能量（5.389 MeV、5.443 MeV、5.486 MeV和5.545 MeV），能量分辨率可以达到0.4%,电子和空穴的电荷收集效率高于97%，甚至达到100%。国内对于金刚石探测器的研究主要集中于对于金刚石材料和器件结构的研究，相关研究单位主要有武汉大学、北京科技大学、西安电子科技大学、西安交通大学、郑州大学、中国科学院半导体研究所、哈尔滨工业大学等。本文将国内外关于金刚石辐射探测器的主要研究单位及其成果汇总于表1。
表1 国内外主要研究单位对于金刚石核辐射探测器的研究
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3.3 高温、高核辐射下金刚石探测器的性能
金刚石具有最高的热导率、超宽的禁带间隙，在高温和高核辐射下的应用更具前景。对于α粒子，单晶CVD金刚石探测器在温度为453 K时，探测器的能量分辨率仍具有稳定性。Andreo Crnjac等采用元素六公司生产的电子级金刚石，制备了结构为钨(200 nm)/金刚石(65 μm)/钨(200 nm)的金刚石探测器并进行高温、高核辐射下金刚石探测器的性能测试，其结果如图5所示。
图5 (a)不同温度下的辐照损伤；(b)能量分辨率与温度的关系；(c)MeV质子在不同探测器目标区域的CCE随温度的变化
3.4 金刚石核辐射探测器的应用
随着金刚石材料质量的提高，金刚石核辐射探测器取得了显著的发展。金刚石核辐射探测器不仅在高能物理、核聚变领域得到了应用，并且可以扩展应用于医疗、空间核辐射等领域。放射治疗是治疗癌症的重要手段，它需要精确的剂量学来测量几平方毫米区域内的高剂量梯度，以确保剂量准确地传递到健康组织周围的靶区。
欧洲核子研究中心（CERN）将金刚石探测器用为欧洲核子研究中心LHC的跟踪探测器，其示意图如图6所示。在国际热核聚变实验堆（ITER）项目中，安装了一个金刚石辐射探测器作为径向中子相机，用于测量聚变等离子体中的未碰撞中子通量，提供中子发射率剖面和强度信息。在国内，金刚石探测器应用于散裂中子源进行中子监测试验，实现了对中子脉冲的能量监测。CLaRyS研究组正在开发瞬时伽马射线（PG）检测系统，该检测系统拟采用单晶金刚石作为探测器。
