Полупроводниковые детекторы

Полупроводниковый детектор представляет собой пластинку (2), вырезанную из монокристалла Si или Ge. На верхней и нижней поверхности полупроводниковой пластинки тонким слоем напылено золото, служащее электрическими контактами (1). Принцип действия этого детектора аналогичен принципу действия ионизационной камеры, с тем отличием, что ионизация происходит не в газовой, а в твердой фазе. Квант рентгеновского излучения, проникая в полупроводниковый кристалл (2), создает в нем электрические заряды (электроны, дырки), которые перемещаются к золотым электродам. Снятый с электродов электрический сигнал усиливается и регистрируется.

Рис.10 Схема полупроводникового детектора.

Как и ионизационные, полупроводниковые детекторы фиксируют каждый влетевший рентгеновский квант отдельно. Электрический сигнал, вызванный одним квантом пропорционален энергии этого кванта.

Кремневые и германиевые детекторы по своим эксплуатационным характеристикам примерно одинаковые - требуют вакуума, низких температур (температура жидкого азота -180⁰), предохранения от загрязнений. Кремневый детектор более эффективен для длинноволнового рентгеновского излучения, германиевый - для коротковолнового.

Есть ППД (полупроводниковые детекторы) обладающие хорошим энергетическим разрешением, способные работать и при комнатной температуре. К таким детекторам относятся ППД на основе теллурида кадмия (CdTl) и иодида ртути (HgI).

В последнее время в качестве материала для изготовления окон ППД стали использовать полимерный материал “квантум”. Есть основания считать, что это очень тонкая пленка (0,5 мкм) карбида кремния. Такая пленка выдерживает большие давления до 1атм, и благодаря своей прозрачности для мягкого рентгеновского излучения, позволяет расширить диапазон определяемых элементов вплоть до углерода.