半导体探测器(Semiconductor detector)

2021-02-25 10:29:41 浏览:1230

定义

以半导体为介质的探测器。

半导体探测器的基本原理是带电粒子在半导体探测器的灵敏体积内产生电子-空穴对,电子-空穴对在外电场的作用下漂移而输出信号。

气体电离室是工作原理是当电离室的两个极板加上电压以后,在两极之间形成电场,由于气体不导电,这时没有电流产生。当带电粒子穿过电离室的灵敏体积时,在气体中产生电子-离子对。在电场作用下,这些电子-离子对在复合以前,迅速的向两极漂移,漂移过程中,在电离室的输出回路中形成感应信号,记录这些信号就可以探测带电粒子。

半导体探测器的探测原理与气体电离室类似,但是探测介质是半导体。半导体探测器有两个电极,加有一定的偏压。当入射粒子进入半导体探测器的灵敏区时,即产生电子-空穴对。在两极加上电压后,电荷载流子就向两极作漂移运动,收集电极上会感应出电荷,从而在外电路形成信号脉冲。但在半导体探测器中,入射粒子产生一个电子-空穴对所需消耗的平均能量为气体电离室产生一个离子对所需消耗的十分之一左右,因此半导体探测器比气体电离探测器的能量分辨率好得多。因此半导体探测器又被称为固体电离室。

常用半导体探测器

  • P-N结型半导体探测器;
  • 锂漂移型半导体探测器;
  • 高纯锗半导体探测器;

半导体探测器的优点

  • 能量分辨率高;
  • 位置分辨率高;
  • 响应时间快;
  • 体积可以做的很小;
  • 能量线性非常好;

半导体探测器的缺点

  • 对辐射损伤较灵敏,受强辐射后性能变差;
  • 常用的锗探测器需要在低温(液氮)条件下工作,甚至要求在低温下保存,使用不便。

半导体探测器的分类

按材料分类:硅半导体探测器、锗半导体探测器、化合物半导体探测器;

按灵敏体积的获得工艺分类:均匀体导电型半导体探测器、P-N节型半导体探测器(扩散结半导体探测器和面垒型半导体探测器)、锂漂移型半导体探测器、特殊类型报道体探测器。

应用领域

随着高能物理、核医学等核事业的不断发展,气体探测器、闪烁探测器、半导体探测器等核探测器和探测技术也有了崭新的进展。以半导体材料为探测介质的辐射探测器半导体探测器也有很大发展。在此基础上研究出的新型半导体探测器如硅微条、Pixel、CCD、硅漂移室等已被广泛应用到除高能物理、天体物理领域以外的核医学、光学成像、军事等领域。半导体探测器已被世界各大实验室广泛应用。

参考文献

[1] http://xuewen.cnki.net/R2009120160000019.html
[2] https://wenku.baidu.com/view/44e8b13a5f0e7cd185253622.html

作          者: 泮桥成像光电商城

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