|
|
 |
 |
Detektory
paskowe jako urządzenia półprzewodnikowe
Półprzewodnikowe detektory to w uproszczeniu złącze p-n spolaryzowane
wstecznie. Podstawowym materiałem jest krzem typu n niskodomieszkowany
i niskorezystywny (1-10 kWcm). Przedstawiony na rysunku poniżej schemat
pozwala zrozumieć fizyczną istotę działania paskowych detektorów krzemowych.
Cząstka przechodząc przez domieszkowany krzem reaguje z ośrodkiem poprzez
różne mechanizmy i deponuje część swojej energii. W wyniku oddziaływań
elektromagnetycznych zachodzą procesy ekscytacji (excitacion) jak i jonizacji.
Część zdeponowanej energii jest zużywana na stworzenie par dziura-elektron.
Energia ta i związana z nią liczba stworzonych par są w przybliżeniu opisane
rozkładem Landau'a. Dla MIP (Minimum Ionizing Particle - minimalnie jonizująca
cząstka) przy przejściu przez 300 mikronową warstwę krzemu najbardziej
prawdopodobna strata energii wynosi w przybliżeniu 26 keV/100 mm, a średnia
strata wynosi 39 keV/100 mm. Odpowiednio średnia liczba utworzonych par
elektron - dziura wynosi 25000 lub 32000. Ładunek jonizacyjny tworzony
jest w obszarze walca wokół toru cząstki. Pod wpływem pola elektrycznego
elektrony przesuwają się w kierunku materiału typu n, a dziury w kierunku
strony p. W końcu dziury i elektrony są magazynowane w paskach. Czas gromadzenia
ładunku jest rzędu 8 ns dla elektronów i 25 ns dla dziur.
Cząstka przechodząc przez materiał detektora tworzy pary elektron - dziura.
Z pasków odczytywany jest impuls elektryczny. Dalsze działania związane
są już z obróbką i analizą uzyskanego sygnału. Problemem jest teraz jedynie
dobranie odpowiednich parametrów pracy detektora tak, aby uzyskać jak
największy sygnał nadający się do dalszej analizy.
(Źródło:http://kwark.if.pw.edu.pl/mtj/students/2000-2001/Bogucki/8/polprzewodnikowe.html)
|
