什么是半导体探测器？分哪些类型？

2022-10-17 14:42:12 作者：AG 2927

1.什么是半导体探测器

半导体探测器是以高质量的半导体材料作为基底经过特殊加工处理而制备出的一种高探测性能的探测器。一般的半导体探测器包含两个电极，其工作原理与气体探测器类似。在两电极之间加一定的偏置电压，当探测器受到外界辐射时便会产生电子空穴对，受偏置电压的影响载流子向两级运动，通过外电路收集电荷产生脉冲信号，经信号处理便可得到相应的数据。

半导体探测器

2.半导体探测器的主要类型

1)面垒型探测器

一般采用N型单晶硅片,并将金沉积在上面制成，故也常称为金硅面垒型探测器。它是利用金和半导体之间接触电势差，在半导体中形成没有自由载流子的耗尽层，即是探测器的灵敏区。在采用高纯度硅材料时，其厚度可达4～5毫米。此外，还可以用极薄的硅片做成全耗尽型探测器,或称为dE/dX 型探测器,最薄可达1～2微米。入射粒子可以穿过它并根据其能量损失率而鉴别粒子种类。

(2)锂漂移型探测器

为了探测穿透能力较强的射线，要求探测器有更大的灵敏区。这种效果通常是使锂漂移进入P型半导体材料,进行补偿而获得。由于锗比硅对射线有更高的探测效率，故一般采用锗(锂)漂移探测器。这种探测器的灵敏体积可大于200厘米3。但是,由于其死层较厚，故在探测较低能量的X射线时,往往采用硅(锂)漂移探测器。锂漂移型探测器的另一个特点，是当它被用来探测X及射线时必须保持在低温(77K)和真空中工作。

(3)高纯锗探测器

随着锗半导体材料提纯技术的进展，已可直接用超纯锗材料制备辐射探测器。它具有工艺简单、制造周期短和可在室温下保存等优点。用超纯锗材料还便于制成X、射线探测器,既可做成很大灵敏体积，又有很薄的死层,可同时用来探测X和射线。高纯锗探测器发展很快，有逐渐取代锗的趋势。

3.半导体探测器的优缺点

半导体探测器的优点：

(1)半导体探测器的能量分辨率高。

(2)当测高能电子或y射线时，半导体探测器的尺寸要比气体探测器小的多，因而可以支撑高空间分辨和快时间响应的探测器。

(3)测量电离辐射的能量时，线性范围宽。

半导体探测器的缺点：

(1)对辐射损伤较灵敏，受强辐照后性能变差。

(2)常用的锗探测器，需要在低温(液氮)条件下工作，甚至要求在低温下保存，使用不便。

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