当前课程知识点:核辐射物理及探测学 > 第十章 半导体探测器 > 10.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器 > 10.3.2 高纯锗半导体探测器
下面我们来介绍
高纯锗半导体探测器
由耗尽层厚度的公式
我们知道当你杂质浓度
可以降得很低的时候
就是Ni很小的时候
这种情况下显然在一定的
工作电压下
我可以得到一个比较大的
耗尽层的厚度W值
高纯锗半导体探测器
就是这样的原理
所造成的一种半导体探测器
它是由纯度极高的Ge单晶
所造成的PN结型的
半导体探测器
所以这个地方要注意
高纯锗探测器从原理上讲
它就是一种PN结型的
半导体探测器
只不过它的PN结
是比较厚的一个PN结
可以达到几个厘米厚
这样一个PN结
高纯锗它的杂质浓度
要达到多少呢
要达到10的10次方原子
每立方厘米以下
我们叫它高纯锗
这个我们看起来好像
还是一个很大的数字
10的10次方
但是我们和一般的
半导体材料杂质浓度
去比较的话
你会发现
它其实是纯度很高的这种材料
因为一般导体材料
杂质浓度达到了
10的15次方原子每立方厘米
那我们看一下PN结它的构成
通常情况下我们可以采用
高纯度的P型Ge单晶
当然可以用N型Ge单晶也可以
如果是用P型Ge单晶的话
我们在它一端表面上
通过蒸发扩散或加速器离子注入
把施主杂质给它注进去
形成一个N区
这个地方会形成PN结
然后另外一端
蒸金属形成一个P+区
然后我们引出电极
然后就可以给它加上电压
形成一个PN结型的高纯锗探测器了
当然这个电阻率会很高
因为它本身
也是PN结型的探测器
结区是耗尽的
所以它电阻率可以很高
P区杂质浓度其实很低
所以它的空间密度很小
耗尽层的厚度可以做的比较大
这是高纯锗探测器
它的空间电荷分布 电场分布
和电位分布
这个图看起来
跟锂漂移探测器可能有点一样
但是要注意
它中间的这个区域
它不是I区
不是本征区
它是P区
P区虽然杂质浓度低
但是它是有杂质浓度的
有杂质浓度就会使的
它是有空间电荷的
所以这个地方
它也是有空间负电荷的存在
所以如果我们是一个
平面型的结构的话
中间这个地方的电场
它依然不是一个均匀的电场
它的电场是随着
位置发生变化的
当然我们从电荷分布上
也可以看出来
它没有哪个地方的
电荷分布会是0
所以这个N区是空间正电荷
P区是空间负电荷
P+区也是空间负电荷
这是它的一个
空间电荷的分布情况
所以我们可以看出来
它的特点是P区存在空间电荷
所以高纯锗半导体探测器
是一个PN结型的
半导体探测器
P区是非均匀的电场
P区是它主要的灵敏体积
它的厚度比较厚
当然它的厚度
和外加电压有关系
通常情况下
我们还是让它工作在
全耗尽的状态
也就是说
你加的工作电压足够的高
让它工作在一个全耗尽的状态
整个晶体都是耗尽的状态
高纯锗半导体探测器
它可以在常温下保存
使用的时候
还是要在低温下去使用的
也就说它工作
还是要工作在液氮温度下
这个是关于
高纯锗探测器的部分
-1.1 基础知识、常量与单位
-1.2 原子核的构成、表示方法与相关术语
-1.3 原子核的大小与稳定性规律
-1.4 原子核的结合能
-1.5 原子核的自旋
-1.6 原子核的磁矩与电矩
-1.7 原子核的统计性质、宇称与能态
-课后作业--作业
-2.1 放射性衰变的基本规律
-2.2 递次衰变规律
-2.3 放射系
-2.4 放射规律的一些应用
-课后作业--作业
-3.1 原子核的衰变方式
-3.2 α衰变
-3.3 β衰变
-3.4 γ跃迁
-课后作业--作业
-4.1 核反应的概况
-4.2 核反应能和Q方程
-4.3 核反应截面和产额
-4.4 反应机制及核反应模型
-课后作业--作业
-6.1 辐射与物质相互作用概述
-6.2 重带电粒子与物质的相互作用
-6.3 快电子与物质的相互作用
-6.4 γ射线与物质的相互作用
-课后作业--作业
-7.1 统计学的基础知识
-7.2 放射性测量的统计误差
-7.3 电离过程的涨落与法诺分布
-7.4 粒子束脉冲的总电离电荷量的涨落
-7.5 时间间隔的统计分布
-课后作业--作业
-8.1 气体中离子与电子的运动规律
-8.2 电离室
--8.2.3 脉冲电离室的主要性能指标第一部分:能量分辨率
--8.2.4 脉冲电离室的主要性能指标第二部分:饱和特性、坪特性等
-8.3 正比计数器
-8.4 G-M计数管
-8.5 气体探测器小结
-课后作业--作业
-9.1 闪烁体
-9.2 光电倍增管
-9.3 闪烁探测器
-9.4 单晶闪烁谱仪
-课后作业--作业
-10.1 半导体与半导体探测器
-10.2 PN结半导体探测器
-10.3 锂漂移和高纯锗半导体探测器
-10.4 其他半导体探测器
-课后作业--作业
-12.1 活度测量方法
-12.2 符合测量法
-12.3 γ能谱解析
-课后作业--作业
-13.1 中子的基本特性与分类
-13.2 中子源
-13.3 中子与物质的相互作用
-13.4 中子探测的特点与探测方法分类
-13.5 常用的中子探测器
-课后作业--作业