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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(wèn)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(lái)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(yáng)耀斑爆發(fā)期間測(cè)量4～40千電子伏能段內(nèi)的太陽(yáng)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(wú)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(lái)作為γ→ e-+e+ 的對(duì)轉(zhuǎn)換過(guò)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：Rdn-950型氡及子體監(jiān)測(cè)儀

    產(chǎn)品型號(hào)：Rdn-950

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

    產(chǎn)品描述：Rdn-950型氡及子體監(jiān)測(cè)儀是便攜式空氣氡、土壤氡、氡子體三合一多功能測(cè)氡儀，其采用特殊設(shè)計(jì)的收集衰變室、專用泵取樣氣路系統(tǒng)以及入口過(guò)濾和探測(cè)裝置、純氡探測(cè)裝置。具有體積小、靈敏度高、響應(yīng)時(shí)間快、操作方便、自動(dòng)顯示等特點(diǎn)。能實(shí)時(shí)給出氡濃度、氡子體濃度或總α潛能濃度，滿足了目前對(duì)氡測(cè)量與輻射防護(hù)的大部分要求。廣泛應(yīng)用于職業(yè)衛(wèi)生評(píng)價(jià)、環(huán)境檢測(cè)、地下工程、礦山井下、科研、旅游山洞、核設(shè)施場(chǎng)所、伴生鈾礦系以及室內(nèi)環(huán)境氡的測(cè)量，是一種尋找氡來(lái)源的必備裝置。該儀器可即時(shí)給出結(jié)果，操作簡(jiǎn)單，攜帶方便，適合大

    產(chǎn)品關(guān)鍵字：氡及子體測(cè)量?jī)x,氡濃度,氡子體濃度與, α潛能濃度,Rdn-950

  • 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(wú)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：REN500型智能化χ、γ輻射儀

    產(chǎn)品型號(hào)：REN500

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

    產(chǎn)品描述：      REN500型智能化χ、γ輻射儀采用高靈敏的閃爍晶體作為探測(cè)器,反應(yīng)速度快, 和國(guó)內(nèi)同類儀器相比，該儀器具有更寬的劑量率測(cè)量范圍。 該儀器除能測(cè)高能、低能γ射線外，還能對(duì)低能X射線進(jìn)行準(zhǔn)確的測(cè)量，具有良好的能量響應(yīng)特性。此外通過(guò)配套的RenRiRate劑量率管理軟件可將存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)讀出后分析。該儀器廣泛用于環(huán)保、冶金、石油化工、化工、衛(wèi)生防疫、進(jìn)出口商檢、放射性試驗(yàn)室、廢鋼鐵、Xray裝置、加速器、商檢、各種放射性工作場(chǎng)所等需進(jìn)行輻射環(huán)

    產(chǎn)品關(guān)鍵字：環(huán)境監(jiān)測(cè)用X、γ輻射空氣吸收劑量率儀,REN500

  • 產(chǎn)品名稱：REN-3He-N型中子周圍劑量當(dāng)量率探頭

    產(chǎn)品型號(hào)：REN-3He-N

    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。               &nb

    產(chǎn)品關(guān)鍵字：中子劑量當(dāng)量率探頭,REN-3He-N型中子劑量當(dāng)量率探頭

  • 產(chǎn)品名稱：REN300+REN-3He-N型固定式中子、伽瑪報(bào)警儀

    產(chǎn)品型號(hào)：REN300加REN-3He-N型

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

    產(chǎn)品描述：本報(bào)警儀由REN300在線輻射安全報(bào)警儀和REN-3He-N中子探頭和REN-NaI30伽瑪探頭組成。該輻射報(bào)警裝置是采用特殊設(shè)計(jì)的前置放大電路，具有靈敏度高、操作方便、自動(dòng)顯示、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和超閾值報(bào)警等特點(diǎn)，能實(shí)時(shí)給出x射線、γ射線、中子射線的輻射劑量率�？紤]到現(xiàn)場(chǎng)操作、應(yīng)急快速響應(yīng)的需要，主機(jī)安裝在輻射現(xiàn)場(chǎng)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與就地報(bào)警，通過(guò)RS485通訊實(shí)現(xiàn)總控制室自動(dòng)監(jiān)控�？筛鶕�(jù)現(xiàn)場(chǎng)要求，選配RenRiArea輻射區(qū)域監(jiān)測(cè)軟件，該軟件可連續(xù)存儲(chǔ)30個(gè)探頭5年以上的歷史數(shù)據(jù)，提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和圖譜

    產(chǎn)品關(guān)鍵字：固定式中子伽瑪報(bào)警裝置,REN300+REN-3He-N型固定式中子、伽瑪報(bào)警裝置

  • 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(kù)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(lái)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