Кре́мниевый дре́йфовый дете́ктор ( англ. Silicon drift detector, SDD ) — тип полупроводникового детектора ионизирующего излучения , используемый в рентгеновской спектроскопии и электронной микроскопии. Преимуществом данного типа детекторов является маленькая собственная ёмкость анода (до 0,1 пФ для чувствительной области около 1 см ² ) и низкий уровень шума.

История

Этот тип детекторов впервые был предложен в 1983 году Эмилио Гатти и Павлом Рехаком в докладе «Полупроводниковая дрейфовая камера — применение новой схемы переноса заряда» ( англ. Semiconductor drift chamber — An application of a novel charge transport scheme ) . Основной причиной разработки было стремление сократить количество каналов считывания (по сравнению с микрополосковыми детекторами) .

Принцип работы

С обеих сторон кремниевой пластины расположены p ⁺ области. На p ⁺ кольца подается равномерно меняющийся потенциал. В центре на одной из сторон расположен n ⁺ анод, через который происходит обеднение всего объёма кремния. Когда кремний находится в обедненном состоянии, в середине пластины образуется транспортный канал для электронов, дрейфующих под действием приложенного поля E. По времени их дрейфа можно определить положение прошедшей частицы. . Кольца могут быть заменены на ряд полосок.

Отличительные особенности

По сравнению с другими типами детекторов рентгеновского излучения, кремниевые дрейфовые детекторы обладают следующими преимуществами:

• Высокое быстродействие
• Высокая разрешающая способность благодаря тому, что анод имеет маленькую площадь и вносит небольшой вклад в уровень шума

К недостаткам относится зависимость координаты от флуктуаций дрейфового поля из-за дефектов кристаллической решетки и зависимости подвижности электронов от температуры.

Практическое применение

Установлено 2 слоя дрейфовых детекторов на установке ALICE Большого адронного коллайдера .

См. также

• Детектор из особо чистого германия
• Полупроводниковый детектор ионизирующего излучения

Примечания

Литература

• Чилингаров А.Г. // ФЭЧАЯ. — 1992. — Т. 23 , вып. 3 .
• E. Gatti, P. Rehak. Semiconductor drift chamber — An application of a novel charge transport scheme // Nucl. Instr. and Meth. — 1984. — Вып. А 225 . — С. 608-614 . — doi : .
• E. Gatti, P. Rehak, Jack T.Walton. Silicon drift chambers — first results and optimum processing of signals // Nucl. Instr. and Meth. — 1984. — Вып. А 226 . — С. 129-141 . — doi : .
• F. Hartman. . — Springer Science & Business Media, 2009. — С. 84-85. — 204 с. — ISBN 978-3-540-44774-0 .
• Burkhard Beckhoff, Birgit Kanngießer, Norbert Langhoff, Reiner Wedell, Helmut Wolff. . — Springer-Verlag Berlin Heidelberg, 2006. — С. 222-227. — 878 с. — ISBN 978-3-540-28603-5 .
• Kouichi Tsuji, Jasna Injuk, René Van Grieken. . — John Wiley & Sons, 2004. — С. 148-162. — 616 с. — ISBN 978-0-471-48640-4 .
• Richard C. Dorf. . — CRC Press, 2004. — 2808 с. — ISBN 978-0849315862 .
• Giovanni Neri, Nicola Donato, Arnaldo d'Amico, Corrado Di Natale. . — Springer Science & Business Media, 2012. — С. 259-260. — 444 с. — ISBN 978-94-007-1323-9 .

Ссылки