冉书能，贾春燕，吴思诚



硅漂移探测器用于X射线标识谱与吸收实验

冉书能，贾春燕，吴思诚

(北京大学 物理学院，北京 100871)

利用硅漂移探测器测量不同元素的标识X射线，验证莫塞莱定律，计算屏蔽系数并解释其变化规律. 利用不同厚度的镍吸收片做铜的标识X射线吸收，结果表明：单色化铜的标识X射线所需镍片的最佳厚度约为20 μm.

硅漂移探测器；X射线标识谱；屏蔽系数；能量分辨率

随着X射线能谱测量仪器的发展，利用标识X射线确定材料的化学组成的方法已广泛应用于各种现代谱仪分析技术中. 其中NaI闪烁探测器就是一种X射线能谱测量的设备，但其能量分辨率偏低. 相比之下，硅漂移探测器(Silicon drift detector，SDD)在X射线能谱测量中具有更好的能量分辨率[1].

1　硅漂移探测器

硅漂移探测器通过光电效应探测光信号. 它的主要结构是1块低掺杂的高阻n型硅，背面的辐射入射处有1层很薄的p型材料，正面的p型电极设计成间隔很短的条纹(通常做成同心圆环状). 在该PN结加反向偏置场，n型硅全耗尽，内部形成平行表面的电场. 耗尽层电离辐射产生的电子受电场力作用，向极低电容的收集阳极“漂移”，形成计数电流[2-3]. 如果激发1个电子空穴对所需能量为W，入射X射线能量为E，那么生成的电子数目N为E/W. 因此收集到的电脉冲信号大小和入射X射线能量成正比，通过信号放大并由多道脉冲分析器将不同能量的入射光子区分开，从而达到探测不同能量光子的目的. 在X射线能量范……