Halbleiter sind im Allgemeinen anorganische oder organische Materialien, deren Leitfähigkeit von der chemischen Struktur, der Temperatur, der Beleuchtung und dem Vorhandensein von Dotierstoffen abhängt. Der Name Halbleiter kommt von der Tatsache, dass diese Materialien eine elektrische Leitfähigkeit zwischen einem Metall wie Kupfer, Gold usw. und einem Isolator wie Glas aufweisen. Sie haben eine Energielücke von weniger als 4 eV (etwa 1 eV). In der Festkörperphysik ist diese Energielücke oder Bandlücke ein Energiebereich zwischen Valenzband und Leitungsbandwo Elektronenzustände verboten sind. Im Gegensatz zu Leitern müssen Elektronen in einem Halbleiter Energie (z. B. aus ionisierender Strahlung) gewinnen, um die Bandlücke zu überqueren und das Leitungsband zu erreichen. Die Eigenschaften von Halbleitern werden durch die Energielücke zwischen Valenz- und Leitungsband bestimmt.
CdTe und CdZnTe als Halbleiter
Cadmiumtellurid (CdTe) und Cadmiumzinktellurid (CdZnTe) gelten als vielversprechende Halbleitermaterialien für die Detektion von harten Röntgen- und Gammastrahlen. Aufgrund der hohen Atomzahl und der hohen Dichte dieser Materialien können sie Röntgen- und Gammastrahlen mit Energien von mehr als 20 keV effektiv abschwächen, die herkömmliche Sensoren auf Siliziumbasis nicht erfassen können. Dies erhöht ihre Quantenausbeute im Vergleich zu Siliziumbasis signifikant. Die große Bandlückenenergie (Egap = 1,44 eV) ermöglicht es uns, den Detektor bei Raumtemperatur zu betreiben. Andererseits führt ein beträchtlicher Ladungsverlust in diesen Detektoren zu einer verringerten Energieauflösung.