{"id":21065,"date":"2020-07-13T10:13:54","date_gmt":"2020-07-13T10:13:54","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/quest-ce-quun-detecteur-au-germanium-de-haute-purete-hpge-definition\/"},"modified":"2020-07-13T10:13:54","modified_gmt":"2020-07-13T10:13:54","slug":"quest-ce-quun-detecteur-au-germanium-de-haute-purete-hpge-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/fr\/quest-ce-quun-detecteur-au-germanium-de-haute-purete-hpge-definition\/","title":{"rendered":"Qu&rsquo;est-ce qu&rsquo;un d\u00e9tecteur au germanium de haute puret\u00e9 &#8211; HPGe &#8211; D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">Les d\u00e9tecteurs au germanium de haute puret\u00e9 (d\u00e9tecteurs HPGe) sont la meilleure solution pour une spectroscopie gamma et aux rayons X pr\u00e9cise.\u00a0Les d\u00e9tecteurs HPGe doivent fonctionner aux tr\u00e8s basses temp\u00e9ratures de l&rsquo;azote liquide.\u00a0Dosim\u00e9trie des rayonnements<\/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<figure id=\"attachment_26112\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-26112\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/HPGe-Detector-Germanium.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-26112 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/HPGe-Detector-Germanium-300x204.png\" alt=\"D\u00e9tecteur HPGe - Germanium\" width=\"300\" height=\"204\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/HPGe-Detector-Germanium-300x204.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-26112\" class=\"wp-caption-text\">D\u00e9tecteur HPGe avec cryostat LN2 Source: canberra.com<\/figcaption><\/figure>\n<p><strong>Les d\u00e9tecteurs au germanium de haute puret\u00e9<\/strong>\u00a0(\u00a0<strong>d\u00e9tecteurs\u00a0<\/strong><strong>HPGe<\/strong>\u00a0) sont la meilleure solution pour une\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/gamma-spectroscopy\/\">spectroscopie gamma et aux rayons X<\/a>\u00a0pr\u00e9cise\u00a0.\u00a0Par rapport aux\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/silicon-based-semiconductor-detectors\/\">d\u00e9tecteurs<\/a>\u00a0au\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/silicon-based-semiconductor-detectors\/\">silicium<\/a>\u00a0, le\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/types-of-semiconductors\/germanium-as-semiconductor-properties\/\">germanium<\/a>\u00a0est beaucoup plus efficace que le\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/types-of-semiconductors\/silicon-as-semiconductor-properties\/\">silicium<\/a>\u00a0pour la d\u00e9tection des radiations en raison de son num\u00e9ro atomique beaucoup plus \u00e9lev\u00e9 que le silicium et en raison de l&rsquo;\u00e9nergie moyenne inf\u00e9rieure n\u00e9cessaire pour cr\u00e9er une\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/what-are-semiconductors-properties-of-semiconductors\/electron-hole-pair\/\">paire \u00e9lectron-trou<\/a>\u00a0, qui est de 3,6 eV pour le silicium et de 2,9 eV pour le germanium.\u00a0En raison de son num\u00e9ro atomique plus \u00e9lev\u00e9,\u00a0<strong>Ge<\/strong>\u00a0a un coefficient d&rsquo;att\u00e9nuation lin\u00e9aire beaucoup plus important, ce qui conduit \u00e0 un libre parcours moyen plus court.\u00a0De plus, les d\u00e9tecteurs au silicium ne peuvent pas \u00eatre plus \u00e9pais que quelques millim\u00e8tres, tandis que le germanium peut avoir un<strong>\u00e9paisseur sensible de quelques centim\u00e8tres<\/strong>\u00a0, et peut donc \u00eatre utilis\u00e9 comme d\u00e9tecteur d&rsquo;absorption totale pour les rayons gamma jusqu&rsquo;\u00e0 quelques MeV.<\/p>\n<p>Avant que les techniques de purification actuelles ne soient raffin\u00e9es, les\u00a0<strong>cristaux de germanium<\/strong>\u00a0ne pouvaient pas \u00eatre produits avec une puret\u00e9 suffisante pour permettre leur utilisation comme d\u00e9tecteurs de spectroscopie.\u00a0La puret\u00e9 d&rsquo;un mat\u00e9riau d\u00e9tecteur est de la plus haute importance.\u00a0La collecte de paires \u00e9lectron-trou dans le d\u00e9tecteur doit \u00eatre effectu\u00e9e dans un d\u00e9lai raisonnablement court.\u00a0De plus, il ne doit pas y avoir de pi\u00e8ges qui peuvent les emp\u00eacher d&rsquo;atteindre les contacts de collecte.\u00a0Les centres de pi\u00e9geage peuvent \u00eatre dus \u00e0:<\/p>\n<ul>\n<li>Impuret\u00e9s dans le r\u00e9seau semi-conducteur<\/li>\n<li>Atomes interstitiels et lacunes dans le r\u00e9seau en raison de d\u00e9fauts structurels<\/li>\n<li>Atomes interstitiels caus\u00e9s par les dommages caus\u00e9s par les radiations<\/li>\n<\/ul>\n<p>Les impuret\u00e9s dans les cristaux emprisonnent les \u00e9lectrons et les trous, ruinant les performances des d\u00e9tecteurs.\u00a0Par cons\u00e9quent, les cristaux de germanium ont \u00e9t\u00e9 dop\u00e9s avec des ions lithium (Ge (Li)), afin de produire une r\u00e9gion intrins\u00e8que dans laquelle les \u00e9lectrons et les trous pourraient atteindre les contacts et produire un signal.<\/p>\n<p>Afin d&rsquo;atteindre une efficacit\u00e9 maximale, les\u00a0<strong>d\u00e9tecteurs HPGe<\/strong>\u00a0doivent fonctionner aux tr\u00e8s basses temp\u00e9ratures de l&rsquo;azote liquide (-196 \u00b0 C), car \u00e0 temp\u00e9rature ambiante, le bruit provoqu\u00e9 par l&rsquo;excitation thermique est tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9.<\/p>\n<p>\u00c9tant donn\u00e9 que les d\u00e9tecteurs HPGe produisent la r\u00e9solution la plus \u00e9lev\u00e9e actuellement disponible, ils sont utilis\u00e9s pour mesurer le rayonnement dans une vari\u00e9t\u00e9 d&rsquo;applications, y compris la surveillance du personnel et de l&rsquo;environnement pour la contamination radioactive, les applications m\u00e9dicales, les tests radiom\u00e9triques, la s\u00e9curit\u00e9 nucl\u00e9aire et la s\u00e9curit\u00e9 des centrales nucl\u00e9aires.<\/p>\n<h2>Pi\u00e8ces de d\u00e9tecteurs HPGe<\/h2>\n<p>L&rsquo;inconv\u00e9nient majeur des d\u00e9tecteurs au germanium est qu&rsquo;ils doivent \u00eatre refroidis \u00e0 des temp\u00e9ratures d&rsquo;azote liquide.\u00a0Le germanium ayant une\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/what-are-semiconductors-properties-of-semiconductors\/band-gap-energy-gap\/\">bande interdite<\/a>\u00a0relativement faible\u00a0, ces d\u00e9tecteurs doivent \u00eatre refroidis afin de r\u00e9duire la g\u00e9n\u00e9ration thermique des\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/types-of-semiconductors\/majority-and-minority-carriers-in-semiconductors\/\">porteurs<\/a>\u00a0de\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/types-of-semiconductors\/majority-and-minority-carriers-in-semiconductors\/\">charge<\/a>\u00a0\u00e0 un niveau acceptable.\u00a0Sinon, le bruit induit par le courant de fuite d\u00e9truit la r\u00e9solution \u00e9nerg\u00e9tique du d\u00e9tecteur.\u00a0Rappelons que la bande interdite (une distance entre la\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/what-are-semiconductors-properties-of-semiconductors\/conduction-and-valence-band-in-semiconductors\/\">valence et la bande de conduction<\/a>\u00a0) est tr\u00e8s faible pour le germanium (Egap = 0,67 eV).\u00a0Le refroidissement \u00e0 la temp\u00e9rature de l&rsquo;azote liquide (-195,8 \u00b0 C; -320 \u00b0 F) r\u00e9duit les excitations thermiques des \u00e9lectrons de valence de sorte que seule une interaction des rayons gamma peut donner \u00e0 un \u00e9lectron l&rsquo;\u00e9nergie n\u00e9cessaire pour traverser la bande interdite et atteindre la bande de conduction.<\/p>\n<p>Par cons\u00e9quent, les\u00a0<strong>d\u00e9tecteurs HPGe<\/strong>\u00a0sont g\u00e9n\u00e9ralement \u00e9quip\u00e9s d&rsquo;un\u00a0<strong>cryostat<\/strong>\u00a0.\u00a0Les cristaux de germanium sont maintenus dans un conteneur m\u00e9tallique \u00e9vacu\u00e9 appel\u00e9\u00a0<strong>support de d\u00e9tecteur<\/strong>\u00a0.\u00a0Le support du d\u00e9tecteur ainsi que le \u00abcapuchon d&rsquo;extr\u00e9mit\u00e9\u00bb sont minces pour \u00e9viter l&rsquo;att\u00e9nuation des photons de faible \u00e9nergie.\u00a0Le support est g\u00e9n\u00e9ralement en aluminium et a g\u00e9n\u00e9ralement une \u00e9paisseur de 1 mm.\u00a0Le capuchon d&rsquo;extr\u00e9mit\u00e9 est \u00e9galement g\u00e9n\u00e9ralement en aluminium.\u00a0Le cristal HPGe \u00e0 l&rsquo;int\u00e9rieur du support est en contact thermique avec une tige m\u00e9tallique appel\u00e9e\u00a0<strong>doigt froid<\/strong>\u00a0.\u00a0Le doigt froid transf\u00e8re la chaleur de l&rsquo;ensemble d\u00e9tecteur au\u00a0r\u00e9servoir d&rsquo;\u00a0azote liquide (LN\u00a0<sub>2<\/sub>\u00a0).\u00a0La combinaison du r\u00e9cipient m\u00e9tallique sous vide, du\u00a0<strong>doigt froid<\/strong>\u00a0et du\u00a0<strong>ballon Dewar<\/strong>pour le cryog\u00e8ne de l&rsquo;azote liquide est appel\u00e9 le\u00a0<strong>cryostat<\/strong>.\u00a0Le pr\u00e9amplificateur d\u00e9tecteur de germanium est normalement inclus dans le package cryostat.\u00a0\u00c9tant donn\u00e9 que le pr\u00e9ampli doit \u00eatre situ\u00e9 le plus pr\u00e8s possible afin de minimiser la capacit\u00e9 globale, le pr\u00e9ampli est install\u00e9 ensemble.\u00a0Les \u00e9tages d&rsquo;entr\u00e9e du pr\u00e9ampli sont \u00e9galement refroidis.\u00a0Le doigt froid s&rsquo;\u00e9tend au-del\u00e0 de la limite de vide du cryostat dans un ballon Dewar rempli d&rsquo;azote liquide.\u00a0L&rsquo;immersion du doigt froid dans l&rsquo;azote liquide maintient le cristal HPGe \u00e0 une basse temp\u00e9rature constante.\u00a0La temp\u00e9rature de l&rsquo;azote liquide est maintenue constante \u00e0 77 K (-195,8 \u00b0 C; -320 \u00b0 F) par une lente \u00e9bullition du liquide, entra\u00eenant le d\u00e9gagement d&rsquo;azote gazeux.\u00a0Selon la taille et la conception, le temps de maintien des flacons \u00e0 vide varie de quelques heures \u00e0 quelques semaines.<\/p>\n<p>Le refroidissement avec de l&rsquo;azote liquide n&rsquo;est pas pratique, car le d\u00e9tecteur a besoin d&rsquo;heures pour se refroidir \u00e0 la temp\u00e9rature de fonctionnement avant de pouvoir \u00eatre utilis\u00e9, et ne peut pas se r\u00e9chauffer pendant l&rsquo;utilisation.\u00a0Les d\u00e9tecteurs HPGe peuvent se r\u00e9chauffer \u00e0 temp\u00e9rature ambiante\u00a0<strong>lorsqu&rsquo;ils ne sont pas utilis\u00e9s<\/strong>\u00a0.\u00a0Il faut noter que les cristaux de Ge (Li) ne pourraient jamais se r\u00e9chauffer, car le lithium d\u00e9riverait du cristal, ruinant le d\u00e9tecteur.<\/p>\n<p><span>Des syst\u00e8mes commerciaux sont devenus disponibles qui utilisent\u00a0<\/span><strong><span>des techniques de r\u00e9frig\u00e9ration avanc\u00e9es<\/span><\/strong><span>\u00a0(par exemple un\u00a0\u00a0<\/span><strong><span>refroidisseur \u00e0 tube puls\u00e9<\/span><\/strong><span>\u00a0) pour \u00e9liminer le besoin de refroidissement \u00e0 l&rsquo;azote liquide.\u00a0Ce syst\u00e8me de\u00a0refroidissement est un cryostat aliment\u00e9 \u00e9lectriquement,\u00a0<\/span><strong><span>compl\u00e8tement LN\u00a0<\/span><sub><span>2<\/span><\/sub><span>\u00a0libre<\/span><\/strong><span>\u00a0.<\/span><\/p>\n<p><span>Voir aussi: D\u00e9tecteurs au germanium, MIRION Technologies.\u00a0&lt;disponible sur: https:\/\/www.mirion.com\/products\/germanium-detectors&gt;.<\/span><\/p>\n<h2><span>D\u00e9tecteur HPGe &#8211; Principe de fonctionnement<\/span><\/h2>\n<p><span>Le fonctionnement des d\u00e9tecteurs semi-conducteurs est r\u00e9sum\u00e9 dans les points suivants:<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/radiation\/ionizing-radiation\/\"><span>Le rayonnement ionisant<\/span><\/a><span>\u00a0p\u00e9n\u00e8tre dans le volume sensible (\u00a0<\/span><strong><span>cristal de germanium<\/span><\/strong><span>\u00a0) du d\u00e9tecteur et interagit avec le mat\u00e9riau semi-conducteur.<\/span><\/li>\n<li><span>Le photon de haute \u00e9nergie traversant le d\u00e9tecteur ionise les atomes de semi-conducteur, produisant les\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/what-are-semiconductors-properties-of-semiconductors\/electron-hole-pair\/\"><span>paires \u00e9lectron-trou<\/span><\/a><span>\u00a0.\u00a0Le nombre de paires \u00e9lectron-trou est proportionnel \u00e0 l&rsquo;\u00e9nergie du rayonnement vers le semi-conducteur.\u00a0En cons\u00e9quence, un certain nombre d&rsquo;\u00e9lectrons sont transf\u00e9r\u00e9s de la bande de valence \u00e0 la bande de conduction, et un nombre \u00e9gal de trous sont cr\u00e9\u00e9s dans la bande de valence.<\/span><\/li>\n<li><span>\u00c9tant donn\u00e9 que le germanium peut avoir une \u00e9paisseur sensible et \u00e9puis\u00e9e de quelques centim\u00e8tres, il est capable d&rsquo;\u00a0<\/span><strong><span>absorber totalement les photons de haute \u00e9nergie<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00a0(jusqu&rsquo;\u00e0 quelques MeV).<\/span><\/li>\n<li><span>Sous l&rsquo;influence d&rsquo;un champ \u00e9lectrique, les \u00e9lectrons et les trous se d\u00e9placent vers les \u00e9lectrodes, o\u00f9 ils produisent une impulsion qui peut \u00eatre mesur\u00e9e dans un circuit ext\u00e9rieur.<\/span><\/li>\n<li><span>Cette impulsion transporte des informations sur l&rsquo;\u00e9nergie du rayonnement incident d&rsquo;origine.\u00a0Le nombre de ces impulsions par unit\u00e9 de temps donne \u00e9galement des informations sur l&rsquo;intensit\u00e9 du rayonnement.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Dans tous les cas, un photon d\u00e9pose une partie de son \u00e9nergie sur son trajet et peut \u00eatre totalement absorb\u00e9.\u00a0L&rsquo;absorption totale d&rsquo;un photon de 1 MeV produit environ 3 x 10\u00a0<\/span><sup><span>5<\/span><\/sup><span>\u00a0paires \u00e9lectron-trou.\u00a0Cette valeur est mineure par rapport au nombre total de porteurs libres dans un\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/types-of-semiconductors\/intrinsic-semiconductor-pure-semiconductor\/\">semi-conducteur intrins\u00e8que de<\/a>\u00a01 cm\u00a0<\/span><sup><span>3<\/span><\/sup>\u00a0<span>.\u00a0Les particules traversant le d\u00e9tecteur ionisent les atomes de semi-conducteur, produisant les paires \u00e9lectron-trou.\u00a0Mais dans les d\u00e9tecteurs \u00e0 base de germanium \u00e0 temp\u00e9rature ambiante, l&rsquo;\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/what-are-semiconductors-properties-of-semiconductors\/optical-and-thermal-excitation\/\"><strong>excitation thermique<\/strong><\/a>\u00a0est dominante.\u00a0Elle est caus\u00e9e par des impuret\u00e9s, une irr\u00e9gularit\u00e9 du r\u00e9seau de structure ou par un\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/types-of-semiconductors\/what-is-dopant-in-semiconductors\/\">dopant<\/a>\u00a0.\u00a0Cela d\u00e9pend fortement de l&rsquo;\u00a0<sub>\u00e9cart<\/sub>\u00a0E<\/span><span>(distance entre valence et bande de conduction), tr\u00e8s faible pour le germanium (Egap = 0,67 eV).\u00a0\u00c9tant donn\u00e9 que l&rsquo;excitation thermique entra\u00eene le bruit du d\u00e9tecteur, un refroidissement actif est n\u00e9cessaire pour certains types de semi-conducteurs (par exemple le germanium).<\/span><\/p>\n<p><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/germanium-semiconductor-energy-gap.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"alignright size-medium wp-image-26568 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/germanium-semiconductor-energy-gap-300x207.png\" alt=\"Germanium - semi-conducteur\" width=\"300\" height=\"207\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/germanium-semiconductor-energy-gap-300x207.png\" \/><\/a><span>Notez que, un\u00a0\u00e9chantillon de\u00a01 cm\u00a0<\/span><sup><span>3<\/span><\/sup><span>\u00a0de germanium pur \u00e0 20 \u00b0 C contient environ 4,2 \u00d7 10\u00a0<\/span><sup><span>22<\/span><\/sup><span>\u00a0atomes, mais contient \u00e9galement environ 2,5 x 10\u00a0<\/span><sup><span>13<\/span><\/sup><span>\u00a0\u00e9lectrons libres et 2,5 x 10\u00a0<\/span><sup><span>13<\/span><\/sup><span>\u00a0trous g\u00e9n\u00e9r\u00e9s en permanence \u00e0 partir de l&rsquo;\u00e9nergie thermique.\u00a0Comme on peut le voir, le rapport signal \/ bruit (S \/ N) serait minime (comparez-le avec 3 x 10\u00a0<\/span><sup><span>5<\/span><\/sup><span>\u00a0paires \u00e9lectron-trou).\u00a0L&rsquo;ajout de 0,001% d&rsquo;arsenic (une impuret\u00e9) donne un suppl\u00e9ment de 10\u00a0<\/span><sup><span>17<\/span><\/sup><span>des \u00e9lectrons libres dans le m\u00eame volume et la conductivit\u00e9 \u00e9lectrique est augment\u00e9e d&rsquo;un facteur 10 000.\u00a0Dans un mat\u00e9riau dop\u00e9, le rapport signal \/ bruit (S \/ N) serait encore plus petit.\u00a0Le germanium ayant une bande interdite relativement faible, ces d\u00e9tecteurs doivent \u00eatre refroidis afin de r\u00e9duire la g\u00e9n\u00e9ration thermique des porteurs de charge (donc le courant de fuite inverse) \u00e0 un niveau acceptable.\u00a0Sinon, le bruit induit par le courant de fuite d\u00e9truit la r\u00e9solution \u00e9nerg\u00e9tique du d\u00e9tecteur.<\/span><\/p>\n<h3><span>Jonction biais\u00e9e invers\u00e9e<\/span><\/h3>\n<p><span>Le d\u00e9tecteur \u00e0 semi-conducteur fonctionne beaucoup mieux en tant que d\u00e9tecteur de rayonnement si une tension externe est appliqu\u00e9e aux bornes de la jonction dans le\u00a0<\/span><strong><span>sens de polarisation inverse<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0La\u00a0<\/span><strong><span>r\u00e9gion d&rsquo;appauvrissement<\/span><\/strong><span>\u00a0fonctionnera comme un d\u00e9tecteur de rayonnement.\u00a0Une am\u00e9lioration peut \u00eatre obtenue en utilisant une tension de polarisation inverse \u00e0 la\u00a0<\/span><strong><span>jonction PN<\/span><\/strong><span>pour \u00e9puiser le d\u00e9tecteur de porteurs libres, qui est le principe de la plupart des d\u00e9tecteurs semi-conducteurs.\u00a0La polarisation inverse d&rsquo;une jonction augmente l&rsquo;\u00e9paisseur de la r\u00e9gion d&rsquo;appauvrissement car la diff\u00e9rence de potentiel \u00e0 travers la jonction est am\u00e9lior\u00e9e.\u00a0Les d\u00e9tecteurs au germanium ont une structure de broches dans laquelle la r\u00e9gion intrins\u00e8que (i) est sensible aux rayonnements ionisants, en particulier aux rayons X et aux rayons gamma.\u00a0Sous polarisation inverse, un champ \u00e9lectrique s&rsquo;\u00e9tend \u00e0 travers la r\u00e9gion intrins\u00e8que ou appauvrie.\u00a0Dans ce cas, une tension n\u00e9gative est appliqu\u00e9e du c\u00f4t\u00e9 p et positive au second.\u00a0Les trous dans la r\u00e9gion p sont attir\u00e9s par la jonction vers le contact p et de m\u00eame pour les \u00e9lectrons et le contact n.\u00a0Cette charge, qui est proportionnelle \u00e0 l&rsquo;\u00e9nergie d\u00e9pos\u00e9e dans le d\u00e9tecteur par le photon entrant,<\/span><\/p>\n<p><span>Voir aussi: D\u00e9tecteurs au germanium, MIRION Technologies.\u00a0&lt;disponible sur: https:\/\/www.mirion.com\/products\/germanium-detectors&gt;.<\/span><\/p>\n<h2><span>Application des d\u00e9tecteurs au germanium &#8211; Spectroscopie gamma<\/span><\/h2>\n<p><span>Comme il a \u00e9t\u00e9 \u00e9crit, l&rsquo;\u00e9tude et l&rsquo;analyse des spectres de rayons gamma \u00e0 des fins scientifiques et techniques sont appel\u00e9es spectroscopie gamma, et les spectrom\u00e8tres \u00e0 rayons gamma sont les instruments qui observent et collectent ces donn\u00e9es.\u00a0Un spectrom\u00e8tre \u00e0 rayons gamma (GRS) est un appareil sophistiqu\u00e9 pour mesurer la distribution d&rsquo;\u00e9nergie du rayonnement gamma.\u00a0Pour la mesure des rayons gamma au-dessus de plusieurs centaines de keV, il existe deux cat\u00e9gories de d\u00e9tecteurs d&rsquo;importance majeure,\u00a0\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/scintillation-counter-scintillation-detector\/naitl-scintillators\/\"><strong><span>les scintillateurs inorganiques comme le NaI (Tl)<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0\u00a0et\u00a0<strong>les d\u00e9tecteurs semi<\/strong>\u00a0&#8211;\u00a0\u00a0<\/span><strong><span>conducteurs<\/span><\/strong><span>.\u00a0Dans les articles pr\u00e9c\u00e9dents, nous avons d\u00e9crit la spectroscopie gamma \u00e0 l&rsquo;aide d&rsquo;un d\u00e9tecteur \u00e0 scintillation, qui se compose d&rsquo;un cristal scintillateur appropri\u00e9, d&rsquo;un tube photomultiplicateur et d&rsquo;un circuit de mesure de la hauteur des impulsions produites par le photomultiplicateur.\u00a0Les avantages d&rsquo;un compteur \u00e0 scintillation sont son efficacit\u00e9 (grande taille et haute densit\u00e9) et la haute pr\u00e9cision et les taux de comptage possibles.\u00a0En raison du nombre atomique \u00e9lev\u00e9 d&rsquo;iode, un grand nombre de toutes les interactions entra\u00eeneront une absorption compl\u00e8te de l&rsquo;\u00e9nergie des rayons gamma, de sorte que la fraction photo sera \u00e9lev\u00e9e.<\/span><\/p>\n<figure id=\"attachment_26113\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-26113\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/HPGe-Detector-spectrum.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"wp-image-26113 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/HPGe-Detector-spectrum.png\" alt=\"Spectre du d\u00e9tecteur HPGe\" width=\"331\" height=\"276\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/HPGe-Detector-spectrum.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-26113\" class=\"wp-caption-text\"><span>Figure: L\u00e9gende: Comparaison des spectres NaI (Tl) et HPGe pour le cobalt-60.\u00a0Source: Radioisotopes et m\u00e9thodologie de rayonnement I, II.\u00a0Soo Hyun Byun, notes de cours.\u00a0Universit\u00e9 McMaster, Canada.<\/span><\/figcaption><\/figure>\n<p><span>Mais si une\u00a0\u00a0<\/span><strong><span>r\u00e9solution \u00e9nerg\u00e9tique parfaite<\/span><\/strong><span>\u00a0\u00a0est requise, nous devons utiliser un\u00a0\u00a0<\/span><strong><span>d\u00e9tecteur \u00e0 base de germanium<\/span><\/strong><span>\u00a0, tel que le\u00a0\u00a0<\/span><strong><span>d\u00e9tecteur HPGe<\/span><\/strong><span>\u00a0.\u00a0Les d\u00e9tecteurs \u00e0 semi-conducteur \u00e0 base de germanium sont les plus couramment utilis\u00e9s lorsqu&rsquo;une tr\u00e8s bonne r\u00e9solution \u00e9nerg\u00e9tique est requise, en particulier pour\u00a0\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/gamma-spectroscopy\/\"><strong><span>la spectroscopie gamma<\/span><\/strong><\/a><span>\u00a0, ainsi que la\u00a0\u00a0<\/span><strong><span>spectroscopie aux rayons X<\/span><\/strong><span>.\u00a0En spectroscopie gamma, le germanium est pr\u00e9f\u00e9r\u00e9 en raison de son num\u00e9ro atomique beaucoup plus \u00e9lev\u00e9 que le silicium et qui augmente la probabilit\u00e9 d&rsquo;interaction des rayons gamma.\u00a0De plus, le germanium a une \u00e9nergie moyenne inf\u00e9rieure n\u00e9cessaire pour cr\u00e9er une paire \u00e9lectron-trou, qui est de 3,6 eV pour le silicium et de 2,9 eV pour le germanium.\u00a0Cela donne \u00e9galement \u00e0 ce dernier une meilleure r\u00e9solution en \u00e9nergie.\u00a0La FWHM (pleine largeur \u00e0 moiti\u00e9 maximum) pour les d\u00e9tecteurs au germanium est fonction de l&rsquo;\u00e9nergie.\u00a0Pour un photon de 1,3 MeV, la FWHM est de 2,1 keV, ce qui est tr\u00e8s faible.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\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>Cet article est bas\u00e9 sur la traduction automatique de l&rsquo;article original en anglais. Pour plus d&rsquo;informations, voir l&rsquo;article en anglais. Pouvez vous nous aider Si vous souhaitez corriger la traduction, envoyez-la \u00e0 l&rsquo;adresse: translations@nuclear-power.com ou remplissez le formulaire de traduction en ligne. Nous appr\u00e9cions votre aide, nous mettrons \u00e0 jour la traduction le plus rapidement possible. Merci<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Les d\u00e9tecteurs au germanium de haute puret\u00e9 (d\u00e9tecteurs HPGe) sont la meilleure solution pour une spectroscopie gamma et aux rayons X pr\u00e9cise.\u00a0Les d\u00e9tecteurs HPGe doivent fonctionner aux tr\u00e8s basses temp\u00e9ratures de l&rsquo;azote liquide.\u00a0Dosim\u00e9trie des rayonnements D\u00e9tecteur HPGe avec cryostat LN2 Source: canberra.com Les d\u00e9tecteurs au germanium de haute puret\u00e9\u00a0(\u00a0d\u00e9tecteurs\u00a0HPGe\u00a0) sont la meilleure solution pour une\u00a0spectroscopie &#8230; <a title=\"Qu&rsquo;est-ce qu&rsquo;un d\u00e9tecteur au germanium de haute puret\u00e9 &#8211; HPGe &#8211; D\u00e9finition\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/fr\/quest-ce-quun-detecteur-au-germanium-de-haute-purete-hpge-definition\/\" aria-label=\"En savoir plus sur Qu&rsquo;est-ce qu&rsquo;un d\u00e9tecteur au germanium de haute puret\u00e9 &#8211; HPGe &#8211; D\u00e9finition\">Lire la suite<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[49],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Qu&#039;est-ce qu&#039;un d\u00e9tecteur au germanium de haute puret\u00e9 - HPGe - D\u00e9finition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Les d\u00e9tecteurs au germanium de haute puret\u00e9 (d\u00e9tecteurs HPGe) sont la meilleure solution pour une spectroscopie gamma et aux rayons X pr\u00e9cise. 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