silisiumdriftdetektorer

Silisiumdriftdetektorer är en typ av halvledardetektor som används för att mäta energi hos joniserande strålning, särskilt röntgenstrålar. De kännetecknas av mycket låg samlingskapacitet eftersom laddningsbärarna dras till en liten samlingsanod av ett strukturerat driftfält. Den låga kapacitansen tillsammans med snabb laddningsavläsning ger god energiuppskrift och hög tidsupplösning.

Principen bygger på att en silisiumspricka utrustad med dopade elektroder över ytan skapar ett driftfält som leder elektronerna mot en centralt belägen samlingsanod. Elektroderna biaseras så att fältet pekar in mot mitten och successivt minskar spänningen mot anoden. När joniserande strålning skapar elektron-hål-par i silicium rör sig elektronerna mot anoden och hålen som följer med i motsatt riktning bidrar till en signal. Denna arkitektur möjliggör insamling av laddningen i en mycket liten anod med låg extrakapacitans.

Konstruktion och drift kräver vanligtvis kylning för att begränsa mörkerström och leakage, samt nära integrerad läsutrustning, ofta i form av ASIC:er, för att utnyttja den låga bruset och höga hastigheten.

Användning och prestanda: SDD används framför allt inom röntgen- och röntgenastronomi, samt i labbutrustning och synkrotronexperiment där både bra energiskärpa och snabb respons efterfrågas. De har blivit populära på grund av kombinationen av låg brusnivå, god energiupplösning och möjligheten till tät integration med snabb läsning.

Begränsningar och utveckling: tillverkningens komplexitet, behov av kylning och kostnad för storvolymsproduktion är viktiga överväganden. Forskning pågår för att öka yta och hållbarhet mot strålning samt förbättra läsoutensakens prestanda.