A sensibilidade de um fotocátodo é geralmente citada em termos de eficiência quântica . Em geral, o termo eficiência quântica (QE) pode ser aplicado à razão de fóton incidente para elétron convertido ( IPCE ) de um dispositivo fotossensível. A eficiência quântica do fotocátodo é definida como a probabilidade de conversão de fótons incidentes em um sinal elétrico e é definida como:
A eficiência quântica de qualquer dispositivo fotossensível é uma forte função do comprimento de onda da luz incidente e é feito um esforço para corresponder a resposta espectral do fotocatodo ao espectro de emissão do cintilador em uso. No tubo fotomultiplicador, a eficiência quântica é limitada a 20 a 30% , mas uma eficiência quântica média no espectro de emissão de um cintilador típico é de cerca de 15 a 20% .
O padrão para cotação é o número de fotoelétrons por perda de energia de keV por elétrons rápidos em um cintilador NaI (Tl) . Para o pico de eficiência quântica, são produzidos cerca de 8 a 10 fotoelétrons por cada perda de energia de keV. Portanto, a perda média de energia necessária para criar um único fotoelétron é de ~ 100 eV, que é muito maior do que os valores em detectores cheios a gás ou semicondutores.
O PMT tem sido a principal escolha para detecção de fótons desde então, porque eles têm alta eficiência quântica e alta amplificação. Ultimamente, no entanto, os semicondutores começaram a competir com o PMT, o fotodiodo, por exemplo, que tem maior eficiência quântica na faixa visível e acima, menor consumo de energia e menor tamanho. A eficiência quântica para o fotodiodo é alta (60-80%) em comparação com o PMT (20-30%), o que fornece uma resolução de energia mais alta.
