半導(dǎo)體探測器ppt課件(2)(參考版)
2025-01-17 10:23本頁面
【正文】 位置分辨率可達(dá) 2～ 3 ?m。 用于生物、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域，體內(nèi)測量軟 X射線。 其他半導(dǎo)體探測器 1. 化合物半導(dǎo)體探測器 這些材料的探測器均可在常溫下使用。 ?譜儀的應(yīng)用 ：活化分析； X射線熒光分析；核物理研究等。 3) 峰康比 P = 全能峰峰值 /康普頓平臺(tái)的峰值 與 FWHM以及體積有關(guān)，可達(dá) 600～ 800 4) 能量線性 ： 非常好 5) 時(shí)間特性 ： 電流脈沖寬度 可達(dá) 109~108s. 1) HPGe和 Ge(Li)用于組成 ?譜儀 ：鍺具有較高的密度和較高的原子序數(shù) (Z=32) 探頭 (晶體＋前置放大器＋低溫裝置 )； 4. 應(yīng)用 譜放大器 (穩(wěn)定性，抗過載，極零調(diào)節(jié)，基線恢復(fù)等 )。 eVE 200~160?? HPGe， Ge(Li)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(duì)效率 來表示。 對(duì) 平面型探測器 : 對(duì) 同軸型探測器 : 3. 性能 其中： Si(Li)和 Ge(Li)平面型探測器 用于 低能 ?(X)射線的探測，其能量分辨率常以 55Fe的衰變產(chǎn)物 55Mn的 KX能量 ，一般指標(biāo)約： 1) 能量分辨率 ： 232221 EEEE ???????為 載流子數(shù)的漲落 。其 上升時(shí)間與入射粒子的位置有關(guān) ，是 變前沿 的輸出電壓脈沖。 對(duì)兩種不同的結(jié)構(gòu)形式，由于空間電荷的作用，靈敏體積內(nèi)的 電場分布 是不同的。 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。 3) P區(qū) 為 靈敏體積 ，其厚度與外加電壓有關(guān)，一般工作于 全耗盡狀態(tài) 。 2) 空間電荷分布、電場分布及電位分布 電荷分布 電位 電場 2. 高純鍺探測器的特點(diǎn) 1) P區(qū) 存在空間電荷， HPGe半導(dǎo)體探測器是 PN結(jié) 型探測器。 因?yàn)?雜質(zhì)濃度極低 ，相應(yīng)的 電阻率很高 。 另一端蒸金屬形成 P+， 并作為入射窗 。 一般半導(dǎo)體材料雜質(zhì)濃度為 ~1015原子 /cm3。 高純鍺半導(dǎo)體探測器是由極高純度的 Ge單晶制成的 PN結(jié) 半導(dǎo)體探測器。 Li漂移探測器的問題： 低溫下保存代價(jià)很高 ； 漂移的生產(chǎn)周期很長 ，約 30～ 60天。 對(duì) 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(duì) 離解 ， 使 Li+沉積而破壞原來的補(bǔ)償； 對(duì) 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. 鋰漂移探測器的工作原理 1) 空間電荷分布、電場分布及電位分布 I區(qū) 為 完全補(bǔ)償區(qū) ，呈電中性為均勻電場； I區(qū) 為 耗盡層 ，電阻率可達(dá) 1010?cm； I區(qū) 厚度可達(dá) 10～ 20mm，為 靈敏體積 。 P N+ Intrinsic Semi Front metallization Ohmic back contact To positive bias voltage 由硅作為基體的探測器稱為 Si(Li)探測器 ，由鍺作為基體的探測器稱為 Ge(Li)探測器 。 Li+與受主雜質(zhì) (如 Ga)中和，并可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)補(bǔ)償 形成 I 區(qū) 。 (2) 另一端表面蒸金屬，引出電極。 2) PIN結(jié)的形成 基體用 P型半導(dǎo)體 (因?yàn)闃O高純度的材料多是 P型的 )，例如摻硼的 Si或 Ge單晶。 對(duì)強(qiáng)穿透能力的輻射而言， 探測效率 受很大的局限。 dE/dx探測器 的輸出信號(hào)為 X， 能量探測器 的輸出信號(hào)為 Y， EmZX 2?EY ?其乘積 XY＝ mZ2 而得到粒子譜。例如，對(duì) ?粒子，當(dāng)達(dá)到 109cm2時(shí)，分辨率開始變壞，達(dá)到 1011cm2時(shí)明顯變壞。 ??0d??d?得到 總線寬 為： 232221 EEEE ???????K e VE ??例如： K e VE ??K e VE ??K e VE ??則： 2） 分辨時(shí)間 與 時(shí)間分辨本領(lǐng) ： s89 10~10 ??3） 能量線性很好， 與入射 粒子類型 和 能量基本無關(guān) 4）
教學(xué)課件相關(guān)推薦
鄂ICP備17016276號(hào)-1