Твердотільні детектори

У твердотільному детекторі використовується процес утворення у напівпровіднику електрон-діркових пар при потраплянні на нього високоенергетичних електронів. Наприклад, для створення однієї електрон-діркової пари у Si потрібна енергія 3,8 еВ, а від одного електрона з енергією 10 кеВ виникне 2800 пар. Детектори виготовляють у вигляді кільця, яке розміщується над зразком біля полюсного наконечника об’єктивної лінзи (рис. 2.12, а). Електрична схема детектора наведена на рис. 2.12, б. Поле n-p переходу служить для розділення електрон-діркових пар. Відмітимо, що їх також можна розділити прикладеною напругою до напівпровідника. У цьому випадку використання n-p переходу не обов’язкове.

Твердотільний детектор чутливий лише до електронів з високою енергією. Таким чином, він реєструє сигнал від відбитих електронів. На детектор також впливає і рентгенівське випромінювання, але вклад його є набагато нижчий, ніж відбитих електронів. Відмітимо, що детектор може в принципі фіксувати сигнал і від вторинних електронів, якщо вони будуть окремо прискорені.

а б

Рисунок 2.12 – Розташування (а) та електрична схема (б) твердотільного детектора: 1 - фрагмент полюсного наконечника об’єктивної лінзи; 2 - падаючий пучок електронів; 3 - детектор; 4 - зразок; 5 - електрони, що емітуються зразком; 6 - плівка золота; 7 - n-p перехід; 8 - індикатор струму в зовнішньому колі

Напівпровідникові детектори дають високе підсилення сигналу, але за рахунок ємності n-p переходу смуга пропускання відносно мала, що ускладнює його використання при швидких розгортках. Для детекторів характерні великі значення кута Ω і, як наслідок цього, висока ефективність збору електронів.