什么是半導(dǎo)體探測(cè)器

半導(dǎo)體探測(cè)器是以半導(dǎo)體材料為探測(cè)介質(zhì)的輻射探測(cè)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(lèi)似，故又稱(chēng)固體電離室。半導(dǎo)體探測(cè)器的基本原理是帶電粒子在半導(dǎo)體探測(cè)器的靈敏體積內(nèi)產(chǎn)生電子－空穴對(duì)，電子－空穴對(duì)在外電場(chǎng)的作用下漂移而輸出信號(hào)。常用半導(dǎo)體探測(cè)器有 P-N結(jié)型半導(dǎo)體探測(cè)器、 鋰漂移型半導(dǎo)體探測(cè)器和高純鍺半導(dǎo)體探測(cè)器。詞條詳細(xì)介紹了上述三種半導(dǎo)體探測(cè)器的原理、特點(diǎn)、工作條件等等。

半導(dǎo)體探測(cè)器的工作原理

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

我們把氣體探測(cè)器中的電子－離子對(duì)、閃爍探測(cè)器中被 PMT第一打拿極收集的電子 及半導(dǎo)體探測(cè)器中的電子－空穴對(duì)統(tǒng)稱(chēng)為探測(cè)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(cè)器），300eV（閃爍探測(cè)器）和3eV（半導(dǎo)體探測(cè)器）。

半導(dǎo)體探測(cè)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?cè)阪N鋰Ge（Li）、硅鋰Si（Li）、高純鍺HPGe、金屬面壘型等探測(cè)器的基礎(chǔ)上研制出許多新型的半導(dǎo)體探測(cè)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(cè)、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(cè)器作為頂點(diǎn)探測(cè)器。美國(guó)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(duì)撞機(jī)LHC上的ATLAS，CMS及日本的KEK，德國(guó)的HARA、HARB及Zeus等。ATLAS和CMS還采用了硅微條探測(cè)器代替漂移室作為徑跡測(cè)量的徑跡室。近些年高能物理領(lǐng)域所有新的物理成果，無(wú)不與這些高精度的具有優(yōu)良性能的先進(jìn)探測(cè)器密切相關(guān)。