{"id":15571,"date":"2020-01-12T17:56:03","date_gmt":"2020-01-12T17:56:03","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/quest-ce-que-le-detecteur-de-semi-conducteur-definition\/"},"modified":"2021-07-06T13:56:23","modified_gmt":"2021-07-06T13:56:23","slug":"quest-ce-que-le-detecteur-de-semi-conducteur-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/fr\/quest-ce-que-le-detecteur-de-semi-conducteur-definition\/","title":{"rendered":"Qu’est-ce que le d\u00e9tecteur de semi-conducteur – D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"
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Un d\u00e9tecteur \u00e0 semi-conducteur est un d\u00e9tecteur de rayonnement qui est bas\u00e9 sur un semi-conducteur, tel que le silicium ou le germanium pour mesurer l’effet des particules charg\u00e9es ou des photons charg\u00e9s.\u00a0Dosim\u00e9trie des rayonnements<\/div>\n<\/div>\n
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\"d\u00e9tecteur<\/a>
D\u00e9tecteur de bande de silicine Source: micronsemiconductor.co.uk<\/figcaption><\/figure>\n

Un\u00a0d\u00e9tecteur \u00e0 semi-conducteur<\/strong>\u00a0est un d\u00e9tecteur de rayonnement qui est bas\u00e9 sur un\u00a0semi<\/strong><\/a>\u00a0–\u00a0conducteur<\/strong><\/a>\u00a0, tel que le\u00a0silicium<\/strong>\u00a0ou le\u00a0germanium<\/strong>\u00a0pour mesurer l’effet des particules charg\u00e9es ou des photons charg\u00e9s.\u00a0En g\u00e9n\u00e9ral, les semi-conducteurs sont des mat\u00e9riaux, inorganiques ou organiques, qui ont la capacit\u00e9 de contr\u00f4ler leur conduction en fonction de la structure chimique, de la temp\u00e9rature, de l’illumination et de la pr\u00e9sence de dopants.\u00a0Le nom semi-conducteur vient du fait que ces mat\u00e9riaux ont une conductivit\u00e9 \u00e9lectrique entre celle d’un m\u00e9tal, comme le cuivre, l’or, etc. et un isolant, comme le verre.\u00a0Ils ont un\u00a0\u00e9cart \u00e9nerg\u00e9tique<\/strong><\/a>\u00a0inf\u00e9rieur \u00e0 4eV (environ 1eV).\u00a0En physique du solide, cet \u00e9cart d’\u00e9nergie ou bande interdite est une plage d’\u00e9nergie entrebande de valence et bande de conduction<\/a>\u00a0o\u00f9 les \u00e9tats \u00e9lectroniques sont interdits.\u00a0Contrairement aux conducteurs, les\u00a0\u00e9lectrons<\/a>\u00a0d’un semi-conducteur doivent obtenir de l’\u00e9nergie (par exemple \u00e0 partir de\u00a0rayonnements ionisants<\/a>\u00a0) pour traverser la bande interdite et atteindre la bande de conduction.<\/p>\n

Les d\u00e9tecteurs \u00e0 semi-conducteurs<\/strong>\u00a0fonctionnent de mani\u00e8re tr\u00e8s similaire aux panneaux photovolta\u00efques qui g\u00e9n\u00e8rent du courant \u00e9lectrique.\u00a0De la m\u00eame mani\u00e8re, un courant peut \u00eatre induit par un rayonnement ionisant.\u00a0Lorsque le rayonnement ionisant p\u00e9n\u00e8tre dans le semi-conducteur, il interagit avec le mat\u00e9riau semi-conducteur.\u00a0Il peut\u00a0exciter un \u00e9lectron<\/strong>\u00a0hors de son niveau d’\u00e9nergie et par cons\u00e9quent laisser un trou.\u00a0Ce processus est connu sous le nom\u00a0de<\/a>\u00a0g\u00e9n\u00e9ration de\u00a0paires \u00e9lectron-trou<\/a>\u00a0.\u00a0Dans les d\u00e9tecteurs \u00e0 semi-conducteur, les supports d’informations fondamentaux sont ces paires \u00e9lectron-trou, qui sont produites le long du chemin emprunt\u00e9 par la particule charg\u00e9e (primaire ou secondaire) \u00e0 travers le d\u00e9tecteur.\u00a0En collectant des paires \u00e9lectron-trou, le signal de d\u00e9tection est form\u00e9 et enregistr\u00e9.<\/p>\n

Les d\u00e9tecteurs \u00e0 semi-conducteur<\/strong>\u00a0sont largement utilis\u00e9s dans la\u00a0radioprotection<\/a>\u00a0, le dosage des mat\u00e9riaux radioactifs et la recherche en physique car ils ont des caract\u00e9ristiques uniques, peuvent \u00eatre fabriqu\u00e9s \u00e0 peu de frais mais avec une bonne efficacit\u00e9, et peuvent mesurer \u00e0 la fois l’intensit\u00e9 et l’\u00e9nergie du rayonnement incident.\u00a0Ces d\u00e9tecteurs sont utilis\u00e9s pour mesurer l’\u00e9nergie du rayonnement et pour l’identification des particules.\u00a0Parmi les mat\u00e9riaux semi-conducteurs disponibles, le\u00a0silicium<\/strong>\u00a0est principalement utilis\u00e9 pour\u00a0les d\u00e9tecteurs de particules charg\u00e9es<\/strong>\u00a0(en particulier pour le suivi des particules charg\u00e9es) et les d\u00e9tecteurs de rayons X mous, tandis que le\u00a0germanium<\/strong>\u00a0est largement utilis\u00e9 pour\u00a0la spectroscopie des rayons gamma<\/strong><\/a>\u00a0.\u00a0Un semi-conducteur grand, propre et presque parfait est id\u00e9al comme compteur pourradioactivit\u00e9<\/a>\u00a0.\u00a0Cependant, il est difficile de fabriquer de gros cristaux avec une puret\u00e9 suffisante.\u00a0Les d\u00e9tecteurs \u00e0 semi-conducteurs ont donc une faible efficacit\u00e9, mais ils donnent une mesure tr\u00e8s pr\u00e9cise de l’\u00e9nergie.\u00a0Les d\u00e9tecteurs \u00e0 semi-conducteurs, en particulier les\u00a0d\u00e9tecteurs \u00e0 base de germanium<\/strong>\u00a0, sont les plus couramment utilis\u00e9s lorsqu’une tr\u00e8s bonne r\u00e9solution \u00e9nerg\u00e9tique est requise.\u00a0Afin d’atteindre une efficacit\u00e9 maximale, les d\u00e9tecteurs doivent fonctionner aux\u00a0tr\u00e8s basses temp\u00e9ratures de l’azote liquide (-196 \u00b0 C)<\/strong>\u00a0.\u00a0Par cons\u00e9quent, l’inconv\u00e9nient est que les d\u00e9tecteurs \u00e0 semi-conducteur sont beaucoup plus chers que les autres d\u00e9tecteurs et n\u00e9cessitent un refroidissement sophistiqu\u00e9 pour r\u00e9duire les courants de fuite (bruit).<\/p>\n

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Principe de fonctionnement des d\u00e9tecteurs \u00e0 semi-conducteurs\u00a0<\/span>\u00a0<\/strong><\/h2>\n

Le fonctionnement des d\u00e9tecteurs semi-conducteurs est r\u00e9sum\u00e9 dans les points suivants:<\/span><\/p>\n