Un detector de semiconductores es un detector de radiación que se basa en un semiconductor , como el silicio o el germanio, para medir el efecto de partículas o fotones cargados incidentes. En general, los semiconductores son materiales, inorgánicos u orgánicos, que tienen la capacidad de controlar su conducción dependiendo de la estructura química, la temperatura, la iluminación y la presencia de dopantes. El nombre semiconductor proviene del hecho de que estos materiales tienen una conductividad eléctrica entre la de un metal, como cobre, oro, etc. y un aislante, como el vidrio. Tienen una brecha de energía inferior a 4eV (aproximadamente 1eV). En física de estado sólido, esta brecha de energía o brecha de banda es un rango de energía entrebanda de valencia y banda de conducción donde los estados electrónicos están prohibidos. A diferencia de los conductores, los electrones en un semiconductor deben obtener energía (p. Ej., De la radiación ionizante ) para atravesar el intervalo de banda y alcanzar la banda de conducción.
Principio de funcionamiento de detectores de semiconductores
El funcionamiento de los detectores de semiconductores se resume en los siguientes puntos:
- La radiación ionizante ingresa al volumen sensible del detector e interactúa con el material semiconductor.
- La partícula que pasa a través del detector ioniza los átomos del semiconductor, produciendo los pares de electrones . El número de pares de electrones es proporcional a la energía de la radiación al semiconductor. Como resultado, se transfieren varios electrones desde la banda de valencia a la banda de conducción, y se crea un número igual de agujeros en la banda de valencia.
- Bajo la influencia de un campo eléctrico, los electrones y los agujeros viajan a los electrodos, donde producen un pulso que se puede medir en un circuito externo,
- Este pulso lleva información sobre la energía de la radiación incidente original. El número de tales pulsos por unidad de tiempo también proporciona información sobre la intensidad de la radiación.
La energía requerida para producir pares de electrones es muy baja en comparación con la energía requerida para producir iones emparejados en un detector de ionización gaseosa . En los detectores de semiconductores, la variación estadística de la altura del pulso es menor y la resolución de la energía es mayor. Como los electrones viajan rápido, la resolución de tiempo también es muy buena. En comparación con los detectores de ionización gaseosa, la densidad de un detector de semiconductores es muy alta, y las partículas cargadas de alta energía pueden emitir su energía en un semiconductor de dimensiones relativamente pequeñas.
