矽漂移探測器

矽漂移探測器(SiliconDriftDetector,簡稱SDD)是半導體探測器的一種,用來探測X射線,廣泛套用在能量色散型X射線螢光光譜儀(XRF)或者X射線能譜儀(EDS)上。
最早的SDD探測器的概念是1983年Gatti和Rehak根據側向耗盡的原理提出的。它的主要結構是一塊低摻雜的高阻矽,背面的輻射入射處有一層很薄的異質突變結,正面的異質摻雜電極設計成間隔很短的條紋(通常做成同心圓環狀,參見下圖),反轉偏置場在電極間逐步增加,形成平行表面的電場分量。耗盡層電離輻射產生的電子受該電場力驅動,向極低電容的收集陽極“漂移”,形成計數電流。
SDD探測器的最突出特點有:
1.高計數率。由於收集陽極的電容極低,相比通常的矽PIN器件,SDD具有更短的上升時間,因而特別適合在高計數率的情況下工作。
2.高能量解析度。SDD的陽極面積小於通常矽PIN器件,由於電容的減小,在收集等量電荷的情況下具有更高的電壓,提高了其能量解析度。
3.可在常溫下工作。SDD的電容和漏電流要比一般探測器小兩個數量級以上,通常把場效應管(FET)和Peltier效應器件都整合到一起,這樣儀器在常溫下就能滿足SDD的製冷需求,特別適用於攜帶型設備的現場使用。
目前市場上代表性的大面積SDD採用了幾何最佳化的GOLDD技術,探測器面積可達到25mm2。

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