{"id":12883,"date":"2019-12-18T08:15:07","date_gmt":"2019-12-18T08:15:07","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/was-ist-anregung-durch-ionisierende-strahlung-definition\/"},"modified":"2020-07-08T10:28:13","modified_gmt":"2020-07-08T10:28:13","slug":"was-ist-anregung-durch-ionisierende-strahlung-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-anregung-durch-ionisierende-strahlung-definition\/","title":{"rendered":"Was ist Anregung durch ionisierende Strahlung &#8211; Definition"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">Elektronen k\u00f6nnen das Leitungsband erreichen, wenn sie durch ionisierende Strahlung angeregt werden (dh sie m\u00fcssen eine h\u00f6here Energie als Egap erhalten).\u00a0Anregung durch ionisierende Strahlung<\/div>\n<\/div>\n<div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\"><\/div>\n<div class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights lgc-first lgc-last\">\n<div class=\"inside-grid-column\">\n<p><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Valence-Band-Conduction-Band-Band-Gap.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright wp-image-26111\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/Valence-Band-Conduction-Band-Band-Gap.png\" alt=\"Valenzband - Leitungsband - Bandl\u00fccke\" width=\"477\" height=\"329\" \/><\/a><strong>Halbleiter<\/strong>\u00a0sind\u00a0im Allgemeinen\u00a0anorganische oder organische Materialien, deren Leitf\u00e4higkeit von der chemischen Struktur, der Temperatur, der Beleuchtung und dem Vorhandensein von Dotierstoffen abh\u00e4ngt.\u00a0Der Name\u00a0<strong>Halbleiter<\/strong>\u00a0kommt von der Tatsache, dass diese Materialien eine\u00a0<strong>elektrische Leitf\u00e4higkeit<\/strong>\u00a0zwischen einem Metall wie Kupfer, Gold usw. und einem Isolator wie Glas aufweisen.\u00a0Sie haben eine\u00a0<strong>Energiel\u00fccke von<\/strong>\u00a0weniger als 4 eV (etwa 1 eV).\u00a0In der Festk\u00f6rperphysik ist diese Energiel\u00fccke oder Bandl\u00fccke ein Energiebereich zwischen Valenzband und Leitungsband, in dem Elektronenzust\u00e4nde verboten sind.\u00a0Im Gegensatz zu Leitern m\u00fcssen Elektronen in einem Halbleiter Energie (z. B. aus ionisierender Strahlung) gewinnen, um die Bandl\u00fccke zu \u00fcberqueren und das Leitungsband zu erreichen.<\/p>\n<h2>Anregung durch ionisierende Strahlung<\/h2>\n<p><strong>Energie f\u00fcr die Anregung<\/strong>\u00a0kann auf verschiedene Arten gewonnen werden.\u00a0Elektronen k\u00f6nnen das Leitungsband erreichen, wenn sie\u00a0<strong>durch ionisierende Strahlung angeregt werden<\/strong>\u00a0(dh sie m\u00fcssen eine h\u00f6here Energie als Egap erhalten).\u00a0Im Allgemeinen \u00fcbertragen\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-heavy-charged-particles\/\">stark geladene Teilchen<\/a>\u00a0Energie haupts\u00e4chlich durch:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>Erregung.\u00a0<\/strong>Das geladene Teilchen kann Energie auf das Atom \u00fcbertragen und Elektronen auf ein h\u00f6heres Energieniveau bringen.<\/li>\n<li><strong>Ionisation.\u00a0<\/strong>Eine Ionisierung kann auftreten, wenn die geladenen Teilchen genug Energie haben, um ein Elektron zu entfernen.\u00a0Dies f\u00fchrt zur Bildung von Ionenpaaren in der umgebenden Materie.<\/li>\n<\/ul>\n<p>Eine geeignete Variable, die die Ionisationseigenschaften des umgebenden Mediums beschreibt, ist\u00a0<strong>die Stoppleistung<\/strong>\u00a0.\u00a0Der klassische Ausdruck, der den spezifischen Energieverlust beschreibt, ist als\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-heavy-charged-particles\/stopping-power-bethe-formula\/\">Bethe-Formel bekannt<\/a>\u00a0.\u00a0Bei\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\">Alpha-Partikeln<\/a>\u00a0und schwereren Partikeln ist\u00a0<strong>die Bremskraft<\/strong>\u00a0der meisten Materialien bei stark geladenen Partikeln sehr hoch, und diese Partikel haben sehr kurze Reichweiten.<\/p>\n<p>Zus\u00e4tzlich zu diesen Wechselwirkungen\u00a0verlieren\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/\">Betateilchen<\/a>\u00a0durch den als\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/bremsstrahlung-2\/\"><strong>Bremsstrahlung<\/strong><\/a>\u00a0bekannten Strahlungsprozess\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/bremsstrahlung-2\/\"><strong>Energie<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Wenn ein geladenes Teilchen beschleunigt oder abgebremst wird,\u00a0<strong>muss es nach<\/strong>\u00a0klassischer Theorie\u00a0<strong>Energie abstrahlen,<\/strong>\u00a0und die Verz\u00f6gerungsstrahlung wird als\u00a0<strong>Bremsstrahlung (&#8222;Bremsstrahlung&#8220;) bezeichnet<\/strong>\u00a0.<\/p>\n<p>Photonen (Gammastrahlen und R\u00f6ntgenstrahlen) k\u00f6nnen Atome durch den photoelektrischen Effekt und den Compton-Effekt direkt ionisieren (obwohl sie elektrisch neutral sind), die sekund\u00e4re (indirekte) Ionisierung ist jedoch viel bedeutender.\u00a0Obwohl eine gro\u00dfe Anzahl m\u00f6glicher Wechselwirkungen bekannt ist, gibt es drei wichtige Wechselwirkungsmechanismen mit Materie.<\/p>\n<ul>\n<li><strong><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/photoelectric-effect\/\">Photoelektrischer Effekt<\/a><\/strong><\/li>\n<li><strong><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/compton-scattering\/\">Compton-Effekt<\/a><\/strong><\/li>\n<li><strong><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/pair-production\/\">Paarfertigung<\/a><\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p>In allen F\u00e4llen lagert ein Teilchen ionisierender Strahlung einen Teil seiner Energie auf seinem Weg ab.\u00a0Durch den Detektor gelangende Teilchen ionisieren die Atome des Halbleiters und erzeugen die\u00a0<strong>Elektronen-Loch-Paare<\/strong>\u00a0.\u00a0Zum Beispiel sind typische Dicke von\u00a0<strong>Siliziumdetektor<\/strong>\u00a0sind etwa 300 um ,\u00a0so dass die Anzahl der erzeugten Elektronen-Loch &#8211;\u00a0Paare durch mindestens ionisierenden Teilchens (MIP) ,\u00a0die senkrecht durch den Detektor etwa betr\u00e4gt\u00a0<strong>3,2 x 10\u00a0<sup>4<\/sup><\/strong>\u00a0.\u00a0Dieser Wert ist gering im Vergleich zu\u00a0der Gesamtzahl der freien Ladungstr\u00e4ger in intrinsischem Halbleiter mit einer Oberfl\u00e4che von 1 cm\u00a0<sup>2<\/sup>\u00a0und dem gleichen Dicke.\u00a0Es ist zu beachten, dass eine Probe von reinem Germanium bei 20 \u00b0 C etwa 1,26 \u00d7 10\u00a0<sup>21<\/sup>\u00a0Atome enth\u00e4lt, aber auch 7,5 \u00d7 10\u00a0<sup>11<\/sup>freie Elektronen und 7,5 x 10\u00a0<sup>11<\/sup>\u00a0L\u00f6cher, die st\u00e4ndig aus\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/internal-energy-thermal-energy\/\">thermischer Energie<\/a>\u00a0erzeugt\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/thermodynamics\/what-is-energy-physics\/internal-energy-thermal-energy\/\">werden<\/a>\u00a0.\u00a0Wie zu sehen ist, w\u00e4re das Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis (S \/ N) minimal.\u00a0Die Zugabe von 0,001% Arsen (eine Verunreinigung) spendet zus\u00e4tzliche 10\u00a0<sup>15<\/sup>\u00a0freie Elektronen im gleichen Volumen und die elektrische Leitf\u00e4higkeit wird um den Faktor 10.000 erh\u00f6ht.\u00a0Bei dotiertem Material w\u00e4re das Signal-Rausch-Verh\u00e4ltnis (S \/ N) noch kleiner.\u00a0<strong>Das Abk\u00fchlen des Halbleiters<\/strong>\u00a0ist ein Weg, um dieses Verh\u00e4ltnis zu verringern.<\/p>\n<p>Eine Verbesserung kann durch Verwendung einer Sperrspannung an dem PN-\u00dcbergang erreicht werden, um den Detektor von freien Ladungstr\u00e4gern zu entleeren, was das Prinzip der meisten Siliziumstrahlungsdetektoren ist. In diesem Fall wird eine negative Spannung an die p-Seite und eine positive an die zweite angelegt. L\u00f6cher in der p-Region werden vom \u00dcbergang in Richtung des p-Kontakts und in \u00e4hnlicher Weise f\u00fcr Elektronen und den n-Kontakt angezogen.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<p>&nbsp;<\/p>\n<p>&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;&#8230;.<\/p>\n<p>Dieser Artikel basiert auf der maschinellen \u00dcbersetzung des englischen Originalartikels. Weitere Informationen finden Sie im Artikel auf Englisch. Sie k\u00f6nnen uns helfen. Wenn Sie die \u00dcbersetzung korrigieren m\u00f6chten, senden Sie diese bitte an: translations@nuclear-power.com oder f\u00fcllen Sie das Online-\u00dcbersetzungsformular aus. Wir bedanken uns f\u00fcr Ihre Hilfe und werden die \u00dcbersetzung so schnell wie m\u00f6glich aktualisieren. Danke.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Elektronen k\u00f6nnen das Leitungsband erreichen, wenn sie durch ionisierende Strahlung angeregt werden (dh sie m\u00fcssen eine h\u00f6here Energie als Egap erhalten).\u00a0Anregung durch ionisierende Strahlung Halbleiter\u00a0sind\u00a0im Allgemeinen\u00a0anorganische oder organische Materialien, deren Leitf\u00e4higkeit von der chemischen Struktur, der Temperatur, der Beleuchtung und dem Vorhandensein von Dotierstoffen abh\u00e4ngt.\u00a0Der Name\u00a0Halbleiter\u00a0kommt von der Tatsache, dass diese Materialien eine\u00a0elektrische Leitf\u00e4higkeit\u00a0zwischen einem &#8230; <a title=\"Was ist Anregung durch ionisierende Strahlung &#8211; Definition\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/de\/was-ist-anregung-durch-ionisierende-strahlung-definition\/\" aria-label=\"Mehr dazu unter Was ist Anregung durch ionisierende Strahlung &#8211; Definition\">Weiterlesen<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[48],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Was ist Anregung durch ionisierende Strahlung - Definition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Elektronen k\u00f6nnen das Leitungsband erreichen, wenn sie durch ionisierende Strahlung angeregt werden (d. 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