Напівпровіднико́вий дете́ктор — напівпровідниковий пристрій, призначений для детектування та визначення характеристик високоенергетичних частинок.
Принцип дії детектора ґрунтується на здатності заряджених частинок стоворювати в напівпровіднику велику кількість електрон-діркових пар, що на деякий час збільшує його провідність. Зазвичай в напівпровідникових детекторах використовуються p-n переходи або , на яких подається напруга в зворотньому напрямку.
Вимірювання енергії
Енергію зарядженої частинки, що потрапила в детектор, можна визначити за величиною імпульсу. Для цього необхідно, щоб частинка віддала всю свою енергію на створення електрон-діркових пар, тобто, щоб весь трек частинки помістився в робочій області детектора. Для кожного матеріалу детектора відоме середнє значення енергії, що йде на створення електрон-діркової пари. За величиною сигналу можна розрахувати кількість створених пар і визначити таким чином повну енергію частинки. Енергія, яка витрачається в середньому на створення електрон-діркової пари більша за ширину забороненої зони напівпровідника в кілька разів. Після створення електронів та дірок, вони релаксують, відповідно, до дна зони провідності та до верха валентної зони, віддаючи значну частину енергії на нагрівання напівпровідника. Тому напівпровідникові детектори часто вимагають охолодження.
Тип частинки, наприклад, електрон чи протон, можна визначити за формою сигналу.
Матеріали
Для виготовлення напівпровідникових детекторів використовуються здебільшого кремній, германій, арсенід галію та телурид кадмію. Для вимірювання енергії частинки необхідно, щоб увесь її трек поміщався в області збіднення, тому використовуються високоомні матеріали, тобто матеріали з великим опором. Чим більший опір матеріалу, тим менша концентрація домішок, а отже ширша область збіднення. Іншою важливою характеристикою матеріалу є висока мобільність носіїв заряду, що дозволяє зменшити час спрацьовування детектора.
Примітки
- Мурашко, В. О.; Мечев, Д. С.; Бардов, В. Г. (2013). Радіаційна гігієна: підручник для лікарів-інтернів та лікарів-слухачів. Вінниця: Нова Книга. с. 64—65. ISBN .
Література
- Двоенергетичний напівпровідниковий детектор рентгенівського та гамма-випромінювання / М.С. Бродин, В.Т. Весна, В.Я. Дегода, І.Л. Зайцевський, Б.В. Кожушко // Наука та інновації. — 2014. — Т. 10, № 2. — С. 49-54.
- М.С. Бродин, В.Т. Весна, В.Я. Дегода, І.Л. Зайцевський, Б.В. Кожушко (2015) ДВОЕНЕРГЕТИЧНИЙ НАПІВПРОВІДНИКОВИЙ ДЕТЕКТОР РЕНТГЕНІВСЬКОГО ТА ГАММА-ВИПРОМІНЮВАННЯ
Ця стаття потребує додаткових для поліпшення її . (червень 2023) |
Вікіпедія, Українська, Україна, книга, книги, бібліотека, стаття, читати, завантажити, безкоштовно, безкоштовно завантажити, mp3, відео, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, малюнок, музика, пісня, фільм, книга, гра, ігри, мобільний, телефон, android, ios, apple, мобільний телефон, samsung, iphone, xiomi, xiaomi, redmi, honor, oppo, nokia, sonya, mi, ПК, web, Інтернет
Napivprovidniko vij dete ktor napivprovidnikovij pristrij priznachenij dlya detektuvannya ta viznachennya harakteristik visokoenergetichnih chastinok Princip diyi detektora gruntuyetsya na zdatnosti zaryadzhenih chastinok stovoryuvati v napivprovidniku veliku kilkist elektron dirkovih par sho na deyakij chas zbilshuye jogo providnist Zazvichaj v napivprovidnikovih detektorah vikoristovuyutsya p n perehodi abo na yakih podayetsya napruga v zvorotnomu napryamku Vimiryuvannya energiyiEnergiyu zaryadzhenoyi chastinki sho potrapila v detektor mozhna viznachiti za velichinoyu impulsu Dlya cogo neobhidno shob chastinka viddala vsyu svoyu energiyu na stvorennya elektron dirkovih par tobto shob ves trek chastinki pomistivsya v robochij oblasti detektora Dlya kozhnogo materialu detektora vidome serednye znachennya energiyi sho jde na stvorennya elektron dirkovoyi pari Za velichinoyu signalu mozhna rozrahuvati kilkist stvorenih par i viznachiti takim chinom povnu energiyu chastinki Energiya yaka vitrachayetsya v serednomu na stvorennya elektron dirkovoyi pari bilsha za shirinu zaboronenoyi zoni napivprovidnika v kilka raziv Pislya stvorennya elektroniv ta dirok voni relaksuyut vidpovidno do dna zoni providnosti ta do verha valentnoyi zoni viddayuchi znachnu chastinu energiyi na nagrivannya napivprovidnika Tomu napivprovidnikovi detektori chasto vimagayut oholodzhennya Tip chastinki napriklad elektron chi proton mozhna viznachiti za formoyu signalu MaterialiDlya vigotovlennya napivprovidnikovih detektoriv vikoristovuyutsya zdebilshogo kremnij germanij arsenid galiyu ta telurid kadmiyu Dlya vimiryuvannya energiyi chastinki neobhidno shob uves yiyi trek pomishavsya v oblasti zbidnennya tomu vikoristovuyutsya visokoomni materiali tobto materiali z velikim oporom Chim bilshij opir materialu tim mensha koncentraciya domishok a otzhe shirsha oblast zbidnennya Inshoyu vazhlivoyu harakteristikoyu materialu ye visoka mobilnist nosiyiv zaryadu sho dozvolyaye zmenshiti chas spracovuvannya detektora PrimitkiMurashko V O Mechev D S Bardov V G 2013 Radiacijna gigiyena pidruchnik dlya likariv interniv ta likariv sluhachiv Vinnicya Nova Kniga s 64 65 ISBN 978 966 382 456 7 LiteraturaDvoenergetichnij napivprovidnikovij detektor rentgenivskogo ta gamma viprominyuvannya M S Brodin V T Vesna V Ya Degoda I L Zajcevskij B V Kozhushko Nauka ta innovaciyi 2014 T 10 2 S 49 54 M S Brodin V T Vesna V Ya Degoda I L Zajcevskij B V Kozhushko 2015 DVOENERGETIChNIJ NAPIVPROVIDNIKOVIJ DETEKTOR RENTGENIVSKOGO TA GAMMA VIPROMINYuVANNYa Cya stattya potrebuye dodatkovih posilan na dzherela dlya polipshennya yiyi perevirnosti Bud laska dopomozhit udoskonaliti cyu stattyu dodavshi posilannya na nadijni avtoritetni dzherela Zvernitsya na za poyasnennyami ta dopomozhit vipraviti nedoliki Material bez dzherel mozhe buti piddano sumnivu ta vilucheno cherven 2023