Кремниевый дрейфовый детектор

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 см²)^[1] 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)^[2][3][4]. Основной причиной разработки было стремление сократить количество каналов считывания (по сравнению с микрополосковыми детекторами)^[5].

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.^[6]. 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^[7]

К недостаткам относится зависимость координаты от флуктуаций дрейфового поля из-за дефектов кристаллической решетки и зависимости подвижности электронов от температуры.^[1]

Практическое применение

Установлено 2 слоя дрейфовых детекторов на установке ALICE Большого адронного коллайдера.^[8][9]

См. также

• Детектор из особо чистого германия
• Полупроводниковый детектор ионизирующего излучения