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半導(dǎo)體探測(cè)器

2009/11/11 21:47:00  (瀏覽次數(shù):2009/11/11 21:47:00)

半導(dǎo)體探測(cè)器(semiconductor detector)是以半導(dǎo)體材料為探測(cè)介質(zhì)的輻射探測(cè)器。最通用的半導(dǎo)體材料是鍺和硅,其基本原理與氣體電離室相類似。半導(dǎo)體探測(cè)器發(fā)現(xiàn)較晚,1949年麥凱(K.G.McKay)首次用α 射線照射PN結(jié)二極管觀察到輸出信號(hào)。5O年代初由于晶體管問世后,晶體管電子學(xué)的發(fā)展促進(jìn)了半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展。

半導(dǎo)體探測(cè)器有兩個(gè)電極,加有一定的偏壓。當(dāng)入射粒子進(jìn)入半導(dǎo)體探測(cè)器的靈敏區(qū)時(shí),即產(chǎn)生電子-空穴對(duì)。在兩極加上電壓后,電荷載流子就向兩極作漂移運(yùn)動(dòng)﹐收集電極上會(huì)感應(yīng)出電荷,從而在外電路形成信號(hào)脈沖。但在半導(dǎo)體探測(cè)器中,入射粒子產(chǎn)生一個(gè)電子-空穴對(duì)所需消耗的平均能量為氣體電離室產(chǎn)生一個(gè)離子對(duì)所需消耗的十分之一左右,因此半導(dǎo)體探測(cè)器比閃爍計(jì)數(shù)器和氣體電離探測(cè)器的能量分辨率好得多。半導(dǎo)體探測(cè)器的靈敏區(qū)應(yīng)是接近理想的半導(dǎo)體材料,而實(shí)際上一般的半導(dǎo)體材料都有較高的雜質(zhì)濃度,必須對(duì)雜質(zhì)進(jìn)行補(bǔ)償或提高半導(dǎo)體單晶的純度。通常使用的半導(dǎo)體探測(cè)器主要有結(jié)型、面壘型、鋰漂移型和高純鍺等幾種類型下圖由左至右)。金硅面壘型探測(cè)器1958年首次出現(xiàn),鋰漂移型探測(cè)器60年代初研制成功,同軸型高純鍺(HPGe)探測(cè)器和高阻硅探測(cè)器等主要用于能量測(cè)量和時(shí)間的探測(cè)器陸續(xù)投入使用,半導(dǎo)體探測(cè)器得到迅速的發(fā)展和廣泛應(yīng)用。

半導(dǎo)體探測(cè)器輸出脈沖幅度與能量成正比﹐可用來測(cè)量能量﹐能量分辨率高于正比計(jì)數(shù)器﹑閃爍計(jì)數(shù)器﹔脈沖上升時(shí)間較短﹐可用于快速測(cè)量﹔窗可以做得很薄﹐可測(cè)量低能X射線﹔結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,體積小,重量輕,不用很高電壓,適合空間環(huán)境的嚴(yán)格要求。其缺點(diǎn)是不能做大做厚,難以測(cè)量高能輻射和低強(qiáng)度輻射;輸出信號(hào)小,電子線路復(fù)雜化。在空間研究中最常用的是金硅面壘探測(cè)器。硅探測(cè)器一般在室溫下工作,如果用在液氮溫度下,可以大大提高能量分辨率。1969年﹐美國(guó)芝加哥大學(xué)的麥格雷戈等人首次采用液氮冷卻的鋰漂移硅探測(cè)器,并與低噪聲光反饋的電荷靈敏前置放大器配合,在太陽耀斑爆發(fā)期間測(cè)量4~40千電子伏能段內(nèi)的太陽X射線輻射。

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展需要,科學(xué)家們?cè)阪N鋰Ge(Li)、硅鋰Si(Li)、高純鍺HPGe、金屬面壘型等探測(cè)器的基礎(chǔ)上研制出許多新型的半導(dǎo)體探測(cè)器,如硅微條、Pixel、CCD、硅漂移室等,并廣泛應(yīng)用在高能物理、天體物理、工業(yè)、安全檢測(cè)、核醫(yī)學(xué)、X光成像、軍事等各個(gè)領(lǐng)域。世界各大高能物理實(shí)驗(yàn)室?guī)缀醵疾捎冒雽?dǎo)體探測(cè)器作為頂點(diǎn)探測(cè)器。美國(guó)費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的CDF和D0(右上圖),SLAC的B介子工廠的BaBar實(shí)驗(yàn),西歐高能物理中心(CERN)LEP上的L3,ALEPH(左上圖),DELPHI,OPAL,正在建造的質(zhì)子-質(zhì)子對(duì)撞機(jī)LHC上的ATLAS,CMS及日本的KEK,德國(guó)的HARA、HARB及Zeus等。ATLAS和CMS還采用了硅微條探測(cè)器代替漂移室作為徑跡測(cè)量的徑跡室。近些年高能物理領(lǐng)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(jìn)探測(cè)器密切相關(guān)。

丁肈中領(lǐng)導(dǎo)的AMS實(shí)驗(yàn),目標(biāo)是在宇宙線中尋找反物質(zhì)和暗物質(zhì)。它的探測(cè)器核心部分的徑跡室采用了多層硅微條探測(cè)器(右圖)。由美國(guó)、法國(guó)、意大利、日本、瑞典等參加的GLAST實(shí)驗(yàn)組的大面積γ射線太空望遠(yuǎn)鏡的核心部分也使用了多層硅微條探測(cè)器(左圖),總面積大于80平方米,主要用來作為γ→ e-+e+ 的對(duì)轉(zhuǎn)換過程的徑跡測(cè)量望遠(yuǎn)鏡。硅微條探測(cè)器的位置分辨率可好于σ=1.4μm,這是任何氣體探測(cè)器和閃爍探測(cè)器很難作到的。

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相關(guān)輻射防護(hù)儀器與設(shè)備:
  • 產(chǎn)品名稱:X射線防護(hù)鉛服,鉛衣,鉛裙,鉛帽,鉛眼鏡,鉛手套,鉛腳套、鉛頭盔

    產(chǎn)品型號(hào):鉛衣

    產(chǎn)品價(jià)格:請(qǐng)咨詢 >> 021-69515711

    產(chǎn)品描述:一、長(zhǎng)袖、半袖、無袖射線防護(hù)服   1、防護(hù)鉛皮:柔軟防護(hù)材料;  2、防護(hù)性能佳:鉛分布均勻;提供0.35/0.5mmPb鉛當(dāng)量; 耐磨、易清洗表面材料  3、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì):采用多層材料制作,加上專業(yè)的人性化結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),讓您穿戴舒適;  4、 精密制作工藝:做工精雕細(xì)琢,一絲不茍,經(jīng)久耐用,讓您用得放心;  5、 款式、品種齊全:豐富的尺碼,十幾種款式、豐富的顏色可選,充分張揚(yáng)您的個(gè)性。 長(zhǎng)袖連體雙面柔軟型鉛衣 半袖連

    產(chǎn)品關(guān)鍵字:,鉛裙,鉛帽,鉛眼鏡,鉛手套,鉛腳套,鉛頭盔,X射線防護(hù)服,鉛衣,鉛圍裙,鉛帽,鉛眼鏡,鉛手套,鉛腳套,鉛頭盔

  • 產(chǎn)品名稱:鉛屏風(fēng)、鉛衣架、電離輻射警示牌、分源防護(hù)屏、鉛箱、注射器防護(hù)套、報(bào)警燈

    產(chǎn)品型號(hào):鉛屏風(fēng)

    產(chǎn)品價(jià)格:請(qǐng)咨詢 >> 021-69515711

    產(chǎn)品描述:單聯(lián)移動(dòng)式防護(hù)屏風(fēng) 1、規(guī)格尺寸:  H×W:1800×900 (mm)2、商品描述:  上部鉛有機(jī)玻璃的高度為   H×W:240×240 (mm)3、鉛當(dāng)量:  鉛玻璃0.5mmPb,  下部分鉛當(dāng)量為0.5mmpb4、外飾材料:碳素鋼板噴塑5、顏色:奶白色   雙聯(lián)移動(dòng)式防護(hù)屏風(fēng) 1、規(guī)格尺寸:  H×W:1800×(800+400)mm2、商品描述:   上部鉛有機(jī)玻璃的高度為 &n

    產(chǎn)品關(guān)鍵字:電離輻射鉛箱,放射性存儲(chǔ)箱,鉛屏風(fēng),鉛衣架,電離輻射警示牌,分源防護(hù)屏,鉛箱,注射器防護(hù)套,報(bào)警燈,移動(dòng)式防護(hù)鉛屏風(fēng)

  • 產(chǎn)品名稱:中子及X、γ、β外照射個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)服務(wù)

    產(chǎn)品型號(hào):放射工作人員

    產(chǎn)品價(jià)格:請(qǐng)咨詢 >> 021-69515711

    產(chǎn)品描述:放射工作人員個(gè)人劑量委托監(jiān)測(cè)服務(wù)     依據(jù)《GB18871-2002電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》和《GBZ128-2002職業(yè)性外照射個(gè)人監(jiān)測(cè)規(guī)范》的要求,以熱釋光個(gè)人劑量計(jì)作為監(jiān)測(cè)手段,為放射工作人員提供個(gè)人劑量委托監(jiān)測(cè)服務(wù),并為企業(yè)或衛(wèi)生行政部門建立個(gè)人劑量檔案提供數(shù)據(jù)服務(wù)。   監(jiān)測(cè)能力:可以承接以下項(xiàng)目的監(jiān)測(cè)        &n

    產(chǎn)品關(guān)鍵字:個(gè)人劑量委托監(jiān)測(cè)服務(wù),個(gè)人劑量委托監(jiān)測(cè);職業(yè)性外照射個(gè)人劑量監(jiān)測(cè)服務(wù)

  • 產(chǎn)品名稱:REN系列智能化輻射探頭

    產(chǎn)品型號(hào):REN系列

    產(chǎn)品價(jià)格:請(qǐng)咨詢 >> 021-69515711

    產(chǎn)品描述:REN系列智能化輻射探頭均可和REN300、REN300A、REN300B系列主機(jī)配套使用,也可以單獨(dú)配套R(shí)enRiArea輻射區(qū)域監(jiān)測(cè)軟件使用。且具有RS485/RS232的通訊能力。所有探頭均可單獨(dú)外接報(bào)警燈,在超閾值的情況下就地給出聲光報(bào)警。  (一)REN-GM-L型 GM管射線探頭1、探測(cè)器:GM管探測(cè)器(能量補(bǔ)償)2、測(cè)量范圍:0.1μSv/h~2500μSv/h (模擬量輸出:可輸出 4-20mA電流)3、靈敏度:1μSv/h>5CPS 4、刷新周期:1s5、

    產(chǎn)品關(guān)鍵字:智能化射線探頭,射線探頭,輻射探頭

  • 產(chǎn)品名稱:REN200B型X-γ個(gè)人劑量報(bào)警儀

    產(chǎn)品型號(hào):REN200B

    產(chǎn)品價(jià)格:請(qǐng)咨詢 >> 021-69515711

    產(chǎn)品描述:REN200B型X、γ輻射個(gè)人劑量當(dāng)量HP(10)監(jiān)測(cè)儀(簡(jiǎn)稱:個(gè)人劑量報(bào)警儀)內(nèi)置高量程蓋格計(jì)數(shù)管為探測(cè)器,主要用來監(jiān)測(cè)各種放射性工作場(chǎng)所的X、γ以及硬β射線的輻射,具有較寬的測(cè)量范圍。能顯示工作場(chǎng)所的劑量當(dāng)量率和累積劑量,更換電池時(shí),日期及累積數(shù)據(jù)能永久保存?蛇x配RenRiPersonal個(gè)人劑量管理軟件,該軟件可存儲(chǔ)多個(gè)人的歷史數(shù)據(jù),能記錄日累積、月累積、年累積、輻照時(shí)長(zhǎng)、計(jì)算平均劑量率、扣除或不扣除本底輻射,且以文字和圖譜的方式展現(xiàn)數(shù)據(jù)。廣泛應(yīng)用于核電站、加速器、鋼鐵、化工、同位素應(yīng)用

    產(chǎn)品關(guān)鍵字:X-γ個(gè)人劑量報(bào)警儀,REN200B,個(gè)人劑量報(bào)警儀,個(gè)人劑量管理軟件

  • 產(chǎn)品名稱:Rdn-980型氡析出率測(cè)量?jī)x

    產(chǎn)品型號(hào):Rdn-980

    產(chǎn)品價(jià)格:請(qǐng)咨詢 >> 021-69515711

    產(chǎn)品描述: Rdn-980型氡析出率測(cè)量?jī)x是一種便攜式表面氡析出率儀,該產(chǎn)品能“實(shí)時(shí)”“快速”測(cè)量介質(zhì)表面氡析出水平和空氣中氡濃度,可用于地下工程、礦山井下、旅游山洞、教學(xué)、科研、核設(shè)施場(chǎng)所、尾礦庫以及建材、土壤、地面等表面氡析出率與氡濃度測(cè)量,是一種尋找氡的來源和氡治理的必備裝置。它適合于GB50325《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(2006年版)要求的土壤表面氡析出率測(cè)定與空氣氡濃度測(cè)量,也可在建筑施工或裝修前就石材、水泥、涂料等建筑材料進(jìn)行放射性檢測(cè)與識(shí)別,指導(dǎo)選用優(yōu)質(zhì)建材與環(huán)境氡治

    產(chǎn)品關(guān)鍵字:氡析出率測(cè)量?jī)x,氡析出率測(cè)量?jī)x,表面氡析出率儀 ,氡析出率儀