【正文】 )同軸型探測器 用于 ?射線探測 ，常以 60Co能量為 ?射線為標(biāo)準(zhǔn)，一般指標(biāo)約： K e VE ~??2) 探測效率 一般以 ?3英寸 3英寸 的 NaI(Tl)晶體為 100％ ，用 相對效率 來表示。 鋰漂移和 HPGe半導(dǎo)體探測器的性能與應(yīng)用 1. 結(jié)構(gòu) 平面型 ：體積較小，厚度一般小于 ，常用于低能 ?或 X射線的探測。 另一端蒸金屬形成 P+， 并作為入射窗 。 對 Ge(Li)探測器 ， 由于鋰在鍺中的遷移率較高 ， 須保持在低溫下 ， 以防止 Li+Ga離子對 離解 ， 使 Li+沉積而破壞原來的補償； 對 Si(Li)探測器 ， 由于鋰在硅中的遷移率較低 ， 在 常溫下保存 而無永久性的損傷 。 (2) 另一端表面蒸金屬，引出電極。例如，對 ?粒子，當(dāng)達到 109cm2時，分辨率開始變壞，達到 1011cm2時明顯變壞。 1) 能量分辨率 影響能量分辨率的因素 為： (1) 輸出 脈沖幅度的統(tǒng)計漲落 EwFvEEN????? ? 式中： F為法諾因子 ， 對 Si， F=；對Ge， F=。工藝成熟、簡單、價廉。 2) PN結(jié)半導(dǎo)體探測器的特點 (1) 結(jié)區(qū)的空間電荷分布，電場分布及電位分布 PN結(jié) 內(nèi) N區(qū) 和 P區(qū) 的 電荷密度 分別為： 式中 ND和 NA分別代表 施主雜質(zhì) 和 受主雜質(zhì) 濃度；a,b則代表空間電荷的厚度 。 cm??1010(2) PN結(jié)內(nèi)的電流 SGf III ??If － 能量較高的 多子穿透內(nèi)電場，方向為 逆 內(nèi)電場方向 ； IG－ 在結(jié)區(qū)內(nèi)由于 熱運動產(chǎn)生 的電子空穴對； IS－ 少子擴散 到結(jié)區(qū)。當(dāng)半導(dǎo)體材料被冷卻到液氮溫度時將大大提高電阻率。 對本征半導(dǎo)體 ： ii pn ?對雜質(zhì)半導(dǎo)體 ： ，但仍滿足 2inpn ??pn ?當(dāng) n = p 時，載流子總數(shù) 取最小值。所以，此時 多數(shù)載流子 為 空穴 ，雜質(zhì)原子成為 負(fù)電中心 。 T為材料的絕對溫度 ， EG為能級的禁帶寬度 。 我們把 氣體探測器 中的 電子－離子對 、 閃爍探測器 中被 PMT第一打拿極收集的電子 及 半導(dǎo)體探測器 中的 電子－空穴對 統(tǒng)稱為 探測器的信息載流子 。 3) 施主 雜質(zhì) (Donor impurities)與 施主 能級 施主雜質(zhì) 為 V族 元素 ， 其 電離電位 ED很低 ， 施主雜質(zhì)的 能級 一定 接近 禁帶頂部 (即導(dǎo)帶底部 )。 Cn和 Cp為與禁帶內(nèi)能級分布無關(guān)的 常數(shù) 。K 入射粒子在半導(dǎo)體介質(zhì)中 平均 產(chǎn)生 一對電子空穴 需要的能量。對高純度的 Si和 Ge ?～ 103s，決定了 Si和 Ge為最實用的半導(dǎo)體材料。 在外加反向電壓時的 反向電流： 少子的擴散電流，結(jié)區(qū)面積不變， IS 不變 ； 結(jié)區(qū)體積加大，熱運動產(chǎn)生電子空穴多， IG 增大 ； 反向電壓產(chǎn)生 漏電流 IL ，主要是表面漏電流。則 bW ?當(dāng) NAND時， ab。 脈沖前沿從粒子入射至全部載流子被收集 (tc)。 1 2 . 3 6 4 . 0 8E F w E K e V? ? ? ? ?以 210Po的 E＝ 的 ?粒子為例， 對一種 PN結(jié)探測器，由于輸出脈沖幅度的 統(tǒng)計漲落 引起的線寬為： (2) 探測器和電子學(xué)噪聲 探測器的噪聲 由 PN結(jié)反向電流 及 表面漏電流 的 漲落 造成； 電子學(xué)噪聲 主要由第一級 FET構(gòu)成，包括： 零電容噪聲 和 噪聲斜率 。 由于一般半導(dǎo)體材料的雜質(zhì)濃度和外加高壓的限制， 耗盡層厚度 為 1～ 2mm。 (3) 形成 PIN結(jié)，未漂移補償區(qū)仍為 P，引出電極。 高純鍺 (HPGe)半導(dǎo)體探測器 由耗盡層厚度的公式： 02/1002VeNVWi????????????降低 雜質(zhì)的濃度 Ni可提高耗盡層的厚度。 空間電荷密度很小 ， P區(qū)的 耗盡層厚度大 。 2. 輸出信號 與電離室相似，載流子漂移速度快，載流子收集時間就短，可以獲得快上升時間的輸出電壓脈沖。 譜儀的組成 ： 多道脈沖幅度分析器 (一般大于 4000道，現(xiàn)在一般都帶有數(shù)字穩(wěn)譜功能 )； 計算機 (譜解析軟件及定量分析軟件 )。