Силиконовый детектор дрейфа
Кремниевые детекторы дрейфа ( SDD S) представляют собой детекторы рентгеновского излучения, используемые в рентгеновской спектрометрии ( XRF и EDS ) и электронной микроскопии . Их главные характеристики по сравнению с другими детекторами рентгеновских лучей:
- высокие показатели
- Сравнительно высокое энергетическое разрешение (например, 125 эВ для длины волны Mn Kα)
- Пельтье охлаждение
Рабочий принцип
[ редактировать ]Как и другие детекторы рентгеновских лучей твердого состояния, кремниевые дрейфы измеряют энергию входящего фотона на количество ионизации, которую он производит в материале детектора. Эта изменяющаяся ионизация создает различный заряд, который детекторная электроника измеряет для каждого входящего фотона. [ 1 ] В SDD этот материал имеет кремний с высокой чистотой с очень низким током утечки. Высокая чистота позволяет использовать охлаждение пельтье вместо традиционного жидкого азота. Основной отличительной особенностью SDD является поперечное поле, сгенерированное серией кольцевых электродов, которые заставляют носителей заряда «дрейфу» до небольшого коллекционного электрода. Концепция «дрифта» SDD (которая была импортирована из физики частиц) допускает значительно более высокие показатели счета в сочетании с очень низкой емкостью детектора.
В более старых конструкциях детектора коллекционный электрод расположен в центре расположена с внешним FET ( полевым транзистором ), чтобы преобразовать ток в напряжение и, таким образом, представляет собой первую стадию амплификации. Новые конструкции интегрируют FET непосредственно в чип, что значительно улучшает разрешение энергии и пропускную способность. Это связано с снижением емкости между анодом и FET, что снижает электронный шум.
Другие конструкции перемещают анод и FET за пределами облученной области. Это вызывает немного более длительное время отклика, что приводит к немного более низкой пропускной способности (750 000 счетов в секунду вместо 1 000 000). Однако из -за меньшего размера анода это приводит к лучшему энергетическому разрешению (до 123 эВ для длины волны Mn Kα). В сочетании с улучшенной или адаптированной обработкой сигнала можно поддерживать энергетическое разрешение детектора кремния до 100 000 счетов в секунду. [ 2 ] [ 3 ]