半导体探测器篇(1)_半导体探测器简介

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半导体探测器是20世纪60年代初迅速发展起来的一种新型粒子探测器,它的工作原理类似于气体探测器,实际上就是一个工作介质是半导体材料的电离室。

它的主要优点是:

1,  带电粒子在半导体探测器内产生一对电子-空穴所需的能量,在硅中是3.6eV,在锗中是2.8eV,比在气体中产生一对电子-离子对所需的平均能量~30eV小一个数量级,所以在半导体探测器中产生的电子-空穴对数目比气体中产生的电子-离子对数目要大得多,因而电荷数的相对统计涨落也就小的多。所以沉积相同的能量,半导体探测器的能量分辨率高。

2,  带电粒子在半导体中形成的电离密度要比在一个大气压的气体中形成的高,大约高三个量级,所以当测高能电子或γ射线时半导体探测器的尺寸要比气体探测器小的多,因而可以制成高空间分辨率和快时间响应的探测器。

3,  测量电离辐射的能量时,线性范围宽。

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它的主要缺点是:

1,  对辐射损伤较灵敏,受强辐射后性能变差。

2,  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。

半导体探测器被广泛的应用于原子核物理、粒子物理、天体物理、宇宙线科学、核医学等各个领域。随着大规模集成电路技术和低噪声电子学的发展,硅微条探测器应运而生,成为高能粒子物理实验精确测量粒子相互作用顶点和粒子径迹的顶点探测器和径迹室。

参考文献:

[1]原子核物理实验方法

[2]粒子探测技术及数据获取

[3]核电子学

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