半導(dǎo)體探測器的工作原理_半導(dǎo)體探測器應(yīng)用領(lǐng)域

什么是半導(dǎo)體探測器

半導(dǎo)體探測器是以半導(dǎo)體材料為探測介質(zhì)的輻射探測器。最通用的半導(dǎo)體材料是鍺和硅，其基本原理與氣體電離室相類似，故又稱固體電離室。半導(dǎo)體探測器的基本原理是帶電粒子在半導(dǎo)體探測器的靈敏體積內(nèi)產(chǎn)生電子－空穴對，電子－空穴對在外電場的作用下漂移而輸出信號。常用半導(dǎo)體探測器有 P-N結(jié)型半導(dǎo)體探測器、 鋰漂移型半導(dǎo)體探測器和高純鍺半導(dǎo)體探測器。詞條詳細(xì)介紹了上述三種半導(dǎo)體探測器的原理、特點(diǎn)、工作條件等等。

半導(dǎo)體探測器的工作原理

半導(dǎo)體探測器的基本原理是帶電粒子在半導(dǎo)體探測器的靈敏體積內(nèi)產(chǎn)生電子－空穴對，電子－空穴對在外電場的作用下漂移而輸出信號 。

我們把氣體探測器中的電子－離子對、閃爍探測器中被 PMT第一打拿極收集的電子 及半導(dǎo)體探測器中的電子－空穴對統(tǒng)稱為探測器的信息載流子。產(chǎn)生每個(gè)信息載流子的平均能量分別為30eV（氣體探測器），300eV（閃爍探測器）和3eV（半導(dǎo)體探測器）。

半導(dǎo)體探測器應(yīng)用領(lǐng)域

隨著科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展需要，科學(xué)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(chǔ)上研制出許多新型的半導(dǎo)體探測器，如硅微條、Pixel、CCD、硅漂移室等，并廣泛應(yīng)用在高能物理、天體物理、工業(yè)、安全檢測、核醫(yī)學(xué)、X光成像、軍事等各個(gè)領(lǐng)域。世界各大高能物理實(shí)驗(yàn)室?guī)缀醵疾捎冒雽?dǎo)體探測器作為頂點(diǎn)探測器。美國費(fèi)米實(shí)驗(yàn)室的CDF和D0，SLAC的B介子工廠的BaBar實(shí)驗(yàn)，西歐高能物理中心（CERN）LEP上的L3，ALEPH，DELPHI，OPAL，正在建造的質(zhì)子-質(zhì)子對撞機(jī)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(lǐng)域所有新的物理成果，無不與這些高精度的具有優(yōu)良性能的先進(jìn)探測器密切相關(guān)。