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三种新型半导体探测器的应用进展研究

2020-10-21刘年俊

机电信息 2020年11期

摘要:介绍了3种常见的新型半导体探测器,即硅微条探测器、电制冷半导体探测器和微结构半导体中子探测器,对这3种探测器的工作原理及应用优势等进行了分析。

关键词:硅微条探测器;电制冷半导体;微结构半导体中子探测器

0 引言

近年来核工业领域发展迅速,各类核探测器,如半导体探测器、气体探测器、闪烁探测器等研究也取得了新进展[1]。其中,以半导体为介质的探测器相比其他类型探测器具有明显的优势。市场上常见的半导体探测器主要采用锗和硅等半导体作为介质,半导体探测器的工作原理类似于气体电离室,因此又被称为固体电离室。目前,硅微条、硅漂移以及CCD等新型半导体探测器已经在高能物理等领域展现出了极高的应用价值[2]。

正常来讲,半导体探测器在能量分辨率方面要远胜于气体和闪烁探测器,这一特性是由其特殊结构决定的。半导体探测器一共有两个电极,粒子进入敏感区域时,会有电子-空穴对形成[3]。当在两个电极施加偏压后,电子就会向两极漂移,收集电极上就会感应到电荷,进而在外电路中产生脉冲信号[4]。有研究显示,半导体探测器中产生电子-空穴对所需的平均能量仅为传统气体电离探测器的1/10,因此其能量分辨率也更高。除此之外,新型半导体探测器还具备体积小、响应时间短、位置分辨率高等特点,使得新型半导体探测器在高能物理等领域得到了广泛应用[5]。

1 硅微条探测器研究进展

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