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中文名稱：
半導體探測器
英文名稱：
semiconductor detector |
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| 半導體探測器有兩個電極，加有一定的偏壓。當入射粒子進入半導體探測器的靈敏區時，即産生電子-空穴對。在兩極加上電壓後，電荷載流子就嚮兩極作漂移運動﹐收集電極上會感應出電荷，從而在外電路形成信號脈衝。但在半導體探測器中，入射粒子産生一個電子－空穴對所需消耗的平均能量為氣體電離室産生一個離子對所需消耗的十分之一左右，因此半導體探測器比閃爍計數器和氣體電離探測器的能量分辨率好得多。半導體探測器的靈敏區應是接近理想的半導體材料，而實際上一般的半導體材料都有較高的雜質濃度，必須對雜質進行補償或提高半導體單晶的純度。通常使用的半導體探測器主要有結型、面壘型、鋰漂移型和高純鍺等幾種類型。金硅面壘型探測器1958年首次出現，鋰漂移型探測器60年代初研製成功，同軸型高純鍺(hpge)探測器和高阻硅探測器等主要用於能量測量和時間的探測器陸續投入使用，半導體探測器得到迅速的發展和廣泛應用。 |
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| 隨着科學技術不斷發展需要，科學家們在鍺鋰ge(li)、硅鋰si(li)、高純鍺hpge、金屬面壘型等探測器的基礎上研製出許多新型的半導體探測器，如硅微條、pixel、ccd、硅漂移室等，並廣泛應用在高能物理、天體物理、工業、安全檢測、核醫學、x光成像、軍事等各個領域。世界各大高能物理實驗室幾乎都采用半導體探測器作為頂點探測器。美國費米實驗室的cdf和d0，slac的b介子工廠的babar實驗，西歐高能物理中心（cern）lep上的l3，aleph，delphi，opal，正在建造的質子-質子對撞機lhc上的atlas，cms及日本的kek，德國的hara、harb及zeus等。atlas和cms還采用了硅微條探測器代替漂移室作為徑跡測量的徑跡室。近些年高能物理領域所有新的物理成果，無不與這些高精度的具有優良性能的先進探測器密切相關。 |
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| 丁胐中領導的ams實驗，目標是在宇宙綫中尋找反物質和暗物質。它的探測器核心部分的徑跡室采用了多層硅微條探測器。由美國、法國、意大利、日本、瑞典等參加的glast實驗組的大面積γ射綫太空望遠鏡的核心部分也使用了多層硅微條探測器，總面積大於80平方米，主要用來作為γ→ e-+e+ 的對轉換過程的徑跡測量望遠鏡。硅微條探測器的位置分辨率可好於σ=1.4μm，這是任何氣體探測器和閃爍探測器很難作到的。 |
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bandaoti tanceqi
半導體探測器
semiconductor detector
探測天體X射綫用的一種儀器,是二十世紀五十年代末期發展起來的，近年來已廣泛應用於空間天文研究。半導體探測器的工作原理是，入射輻射在它裏面産生電子空穴對；在兩極加上電壓後，電荷載流子就嚮兩極作漂移運動，這時，在收集電極上會感應出電荷，從而在外電路形成信號脈衝。半導體探測器的優點是：①輸出脈衝幅度與能量成正比，可以用來測量能量，能量分辨率高於正比計數器、閃爍計數器；②脈衝上升時間較短，可以用於快速測量儀器中；③窗可以做得很薄,因此,可以測量低能X射綫；④結構簡單，體積小，重量輕,不用很高電壓，適合空間環境的嚴格要求。缺點是：不能做得很大很厚，因而難以測量高能輻射和低強度輻射；此外，輸出信號小，使電子綫路復雜化。
在空間研究中最常用的是金硅面壘探測器。硅探測器可以在室溫下工作。如果用在液氮溫度下，可以大大提高能量分辨率。1969年，美國芝加哥大學的麥格雷戈等人采用液氮冷卻的鋰漂移硅探測器，並與低噪聲光反饋的電荷靈敏前置放大器配合，在太陽耀斑爆發期間測量4～40千電子伏能段內的太陽X射綫輻射,在6千電子伏處能量分辨率為 0.5千電子伏（即脈衝峰值降低一半的全寬度），經遙測係統後的能量分辨率為 0.6千電子伏。在X射綫天文學中,這是首次采用這樣低噪聲、高分辨率的探測係統。
（劉敦□）
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- : semiconductor detector
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