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半導體探測器的工作原理_半導體探測器應用領域

2019-12-6 10:43:00
  • 半導體探測器是以半導體材料為探測介質(zhì)的輻射探測器。最通用的半導體材料是鍺和硅,其基本原理與氣體電離室相類似,故又稱固體電離室。

什么是半導體探測器

  半導體探測器是以半導體材料為探測介質(zhì)的輻射探測器。最通用的半導體材料是鍺和硅,其基本原理與氣體電離室相類似,故又稱固體電離室。半導體探測器的基本原理是帶電粒子在半導體探測器的靈敏體積內(nèi)產(chǎn)生電子-空穴對,電子-空穴對在外電場的作用下漂移而輸出信號。常用半導體探測器有 P-N結(jié)型半導體探測器、 鋰漂移型半導體探測器和高純鍺半導體探測器。詞條詳細介紹了上述三種半導體探測器的原理、特點、工作條件等等。

  半導體探測器的工作原理

  半導體探測器的基本原理是帶電粒子在半導體探測器的靈敏體積內(nèi)產(chǎn)生電子-空穴對,電子-空穴對在外電場的作用下漂移而輸出信號 。

  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 及半導體探測器中的電子-空穴對統(tǒng)稱為探測器的信息載流子。產(chǎn)生每個信息載流子的平均能量分別為30eV(氣體探測器),300eV(閃爍探測器)和3eV(半導體探測器)。

  半導體探測器應用領域

  隨著科學技術(shù)不斷發(fā)展需要,科學家們在鍺鋰Ge(Li)、硅鋰Si(Li)、高純鍺HPGe、金屬面壘型等探測器的基礎上研制出許多新型的半導體探測器,如硅微條、Pixel、CCD、硅漂移室等,并廣泛應用在高能物理、天體物理、工業(yè)、安全檢測、核醫(yī)學、X光成像、軍事等各個領域。世界各大高能物理實驗室?guī)缀醵疾捎冒雽w探測器作為頂點探測器。美國費米實驗室的CDF和D0,SLAC的B介子工廠的BaBar實驗,西歐高能物理中心(CERN)LEP上的L3,ALEPH,DELPHI,OPAL,正在建造的質(zhì)子-質(zhì)子對撞機LHC上的ATLAS,CMS及日本的KEK,德國的HARA、HARB及Zeus等。ATLAS和CMS還采用了硅微條探測器代替漂移室作為徑跡測量的徑跡室。近些年高能物理領域所有新的物理成果,無不與這些高精度的具有優(yōu)良性能的先進探測器密切相關(guān)。