{"id":17582,"date":"2020-06-15T19:25:04","date_gmt":"2020-06-15T19:25:04","guid":{"rendered":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/o-que-e-um-detector-de-semicondutores-a-base-de-silicio-definicao\/"},"modified":"2021-07-03T07:50:54","modified_gmt":"2021-07-03T07:50:54","slug":"o-que-e-um-detector-de-semicondutores-a-base-de-silicio-definicao","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/pt-br\/o-que-e-um-detector-de-semicondutores-a-base-de-silicio-definicao\/","title":{"rendered":"O que \u00e9 um detector semicondutor \u00e0 base de sil\u00edcio &#8211; defini\u00e7\u00e3o"},"content":{"rendered":"<div class=\"su-quote su-quote-style-default\">\n<div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">Os detectores semicondutor \u00e0 base de sil\u00edcio s\u00e3o usados \u200b\u200bprincipalmente para detectores de part\u00edculas carregadas (especialmente para rastrear part\u00edculas carregadas) e detectores de raios-X moles. Dosimetria de Radia\u00e7\u00e3o<\/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_26115\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-26115\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/silicon-strip-detector-semiconductors.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-26115 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/silicon-strip-detector-semiconductors-300x197.png\" alt=\"detector de tiras de silicone - semicondutores\" width=\"300\" height=\"197\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/silicon-strip-detector-semiconductors-300x197.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-26115\" class=\"wp-caption-text\">Detector de tira de sil\u00edcio Fonte: micronsemiconductor.co.uk<\/figcaption><\/figure>\n<p><strong>Os detectores de semicondutores \u00e0 base de sil\u00edcio<\/strong>\u00a0s\u00e3o usados \u200b\u200bprincipalmente para detectores de part\u00edculas carregadas (especialmente para\u00a0<strong>rastrear part\u00edculas carregadas<\/strong>\u00a0) e detectores de raios-X moles, enquanto o germ\u00e2nio \u00e9 amplamente usado para espectroscopia de raios gama.\u00a0Um semicondutor grande, limpo e quase perfeito \u00e9 ideal como um contador para a\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-protection\/radioactivity-nuclear-decay\/\">radioatividade<\/a>\u00a0.\u00a0No entanto, \u00e9 dif\u00edcil produzir cristais grandes com pureza suficiente.\u00a0Os detectores de semicondutores t\u00eam, portanto, baixa efici\u00eancia, mas fornecem uma medida muito precisa da energia.\u00a0Os detectores baseados em sil\u00edcio t\u00eam ru\u00eddo suficientemente baixo, mesmo em temperatura ambiente.\u00a0Isso \u00e9 causado pelo\u00a0<strong>gap de banda larga <\/strong>de sil\u00edcio (Egap = 1,12 eV), que nos permite operar o detector \u00e0 temperatura ambiente, mas \u00e9 prefer\u00edvel o resfriamento para reduzir o ru\u00eddo.\u00a0A desvantagem \u00e9 que os detectores de sil\u00edcio s\u00e3o muito mais caros que as c\u00e2maras de nuvem ou de arame e requerem um arrefecimento sofisticado para reduzir as correntes de fuga (ru\u00eddo).\u00a0Eles tamb\u00e9m sofrem degrada\u00e7\u00e3o ao longo do tempo devido \u00e0 radia\u00e7\u00e3o, no entanto, isso pode ser bastante reduzido gra\u00e7as ao efeito L\u00e1zaro.<\/p>\n<h2>Princ\u00edpio de opera\u00e7\u00e3o dos detectores de sil\u00edcio<\/h2>\n<p>A opera\u00e7\u00e3o dos detectores de semicondutores \u00e9 resumida nos seguintes pontos:<\/p>\n<ul>\n<li><strong>A radia\u00e7\u00e3o ionizante entra<\/strong>\u00a0no volume sens\u00edvel do detector e interage com o material semicondutor.<\/li>\n<li>As part\u00edculas que passam pelo detector ionizam os \u00e1tomos do semicondutor, produzindo os\u00a0<strong>pares el\u00e9tron-buraco<\/strong>\u00a0.\u00a0O n\u00famero de pares el\u00e9tron-buraco \u00e9 proporcional \u00e0 energia da radia\u00e7\u00e3o para o semicondutor.\u00a0Como resultado, um n\u00famero de el\u00e9trons \u00e9 transferido da banda de val\u00eancia para a banda de condu\u00e7\u00e3o e um n\u00famero igual de orif\u00edcios \u00e9 criado na banda de val\u00eancia.<\/li>\n<li>Sob a influ\u00eancia de um campo el\u00e9trico, el\u00e9trons e buracos viajam para os eletrodos, onde resultam em um\u00a0<strong>pulso<\/strong>\u00a0que pode ser medido em um circuito externo,<\/li>\n<li>Esse pulso carrega informa\u00e7\u00f5es sobre a energia da radia\u00e7\u00e3o incidente original.\u00a0O n\u00famero desses pulsos por unidade de tempo tamb\u00e9m fornece informa\u00e7\u00f5es sobre a intensidade da radia\u00e7\u00e3o.<\/li>\n<\/ul>\n<p>A energia necess\u00e1ria para produzir pares de el\u00e9trons-buraco \u00e9 muito baixa em compara\u00e7\u00e3o com a energia necess\u00e1ria para produzir \u00edons emparelhados em um\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/gaseous-ionization-detector\/\">detector de ioniza\u00e7\u00e3o gasosa<\/a> . Nos detectores de semicondutores, a varia\u00e7\u00e3o estat\u00edstica da altura do pulso \u00e9 menor e a resolu\u00e7\u00e3o da energia \u00e9 maior. Como os el\u00e9trons viajam r\u00e1pido, a resolu\u00e7\u00e3o do tempo tamb\u00e9m \u00e9 muito boa. Comparado aos detectores de ioniza\u00e7\u00e3o gasosa, a densidade de um detector de semicondutor \u00e9 muito alta e part\u00edculas carregadas de alta energia podem liberar sua energia em um semicondutor de dimens\u00f5es relativamente pequenas.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<h2>Aplica\u00e7\u00e3o de detectores de sil\u00edcio<\/h2>\n<p>Como\u00a0<strong>os detectores \u00e0 base de sil\u00edcio<\/strong>\u00a0s\u00e3o muito bons para rastrear part\u00edculas carregadas, eles constituem uma parte substancial do sistema de detec\u00e7\u00e3o no LHC no CERN.\u00a0A maioria dos detectores de part\u00edculas de sil\u00edcio trabalha, em princ\u00edpio, dopando\u00a0<strong>tiras<\/strong>\u00a0estreitas (geralmente com cerca de 100 micr\u00f4metros de largura)\u00a0<strong>de sil\u00edcio<\/strong>\u00a0para transform\u00e1-las em diodos, que s\u00e3o ent\u00e3o polarizados inversamente.\u00a0\u00c0 medida que as part\u00edculas carregadas passam por essas tiras, elas causam pequenas correntes de ioniza\u00e7\u00e3o que podem ser detectadas e medidas.\u00a0Organizar milhares desses detectores em torno de um ponto de colis\u00e3o em um acelerador de part\u00edculas pode fornecer uma imagem precisa de quais caminhos as part\u00edculas seguem.\u00a0Por exemplo, o Sistema de rastreamento interno (ITS) de\u00a0<strong>uma experi\u00eancia de colisor de \u00edons grandes (ALICE)<\/strong>\u00a0cont\u00e9m tr\u00eas camadas de detectores baseados em sil\u00edcio:<\/p>\n<ul>\n<li>Detector de pixels de silicone (SPD)<\/li>\n<li>Detector de deriva de sil\u00edcio (SDD)<\/li>\n<li>Detector de tira de silicone (SSD)<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Detectores de tira de silicone<\/h3>\n<p><strong>Os detectores \u00e0 base de sil\u00edcio<\/strong>\u00a0s\u00e3o muito bons para rastrear part\u00edculas carregadas.\u00a0Um detector de tira de sil\u00edcio \u00e9 um arranjo de implantes em forma de tira que atuam como eletrodos coletores de carga.<\/p>\n<p><strong>Os detectores de fita de silicone com \u00e1rea de<\/strong>\u00a05 x 5 cm\u00a0<sup>2<\/sup>\u00a0s\u00e3o bastante comuns e s\u00e3o usados \u200b\u200bem s\u00e9rie (assim como os avi\u00f5es de\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/gaseous-ionization-detector\/proportional-counter-proportional-detector\/multi-wire-proportional-chamber-mwpc\/\">MWPCs)<\/a>) para determinar as trajet\u00f3rias de part\u00edculas carregadas com precis\u00e3o de posi\u00e7\u00e3o da ordem de v\u00e1rios \u03bcm na dire\u00e7\u00e3o transversal.\u00a0Colocados em uma bolacha de sil\u00edcio com baixa dopagem e totalmente empobrecida, esses implantes formam uma matriz unidimensional de diodos.\u00a0Ao conectar cada uma das tiras metalizadas a um amplificador sens\u00edvel \u00e0 carga, \u00e9 constru\u00eddo um detector sens\u00edvel \u00e0 posi\u00e7\u00e3o.\u00a0\u00c9 poss\u00edvel obter medi\u00e7\u00f5es de posi\u00e7\u00e3o bidimensionais aplicando uma faixa adicional como doping na parte traseira da bolacha, usando uma tecnologia de dupla face.\u00a0Esses dispositivos podem ser usados \u200b\u200bpara medir pequenos par\u00e2metros de impacto e, assim, determinar se alguma part\u00edcula carregada se originou de uma colis\u00e3o prim\u00e1ria ou foi o produto de decomposi\u00e7\u00e3o de uma part\u00edcula prim\u00e1ria que percorreu uma pequena dist\u00e2ncia da intera\u00e7\u00e3o original e depois se deteriorou.<\/p>\n<p><strong>Os detectores de fita de sil\u00edcio<\/strong>\u00a0constituem uma parte substancial do sistema de detec\u00e7\u00e3o no LHC no CERN.\u00a0A maioria dos detectores de part\u00edculas de sil\u00edcio trabalha, em princ\u00edpio, dopando tiras estreitas (geralmente com cerca de 100 micr\u00f4metros de largura) de sil\u00edcio para transform\u00e1-las em diodos, que s\u00e3o ent\u00e3o polarizados inversamente.\u00a0\u00c0 medida que as part\u00edculas carregadas passam por essas tiras, elas causam pequenas correntes de ioniza\u00e7\u00e3o que podem ser detectadas e medidas.\u00a0Organizar milhares desses detectores em torno de um ponto de colis\u00e3o em um acelerador de part\u00edculas pode fornecer uma imagem precisa de quais caminhos as part\u00edculas seguem.<\/p>\n<p>Por exemplo, o Sistema de rastreamento interno (ITS) de\u00a0<strong>uma experi\u00eancia de colisor de \u00edons grandes (ALICE)<\/strong>\u00a0cont\u00e9m tr\u00eas camadas de detectores baseados em sil\u00edcio:<\/p>\n<ul>\n<li>Detector de pixels de silicone (SPD)<\/li>\n<li>Detector de deriva de sil\u00edcio (SDD)<\/li>\n<li>Detector de tira de silicone (SSD)<\/li>\n<\/ul>\n<h3>Delta E &#8211; E Detector &#8211; Telesc\u00f3pio<\/h3>\n<figure id=\"attachment_26114\" class=\"wp-caption alignright\" aria-describedby=\"caption-attachment-26114\"><a href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/delta-E-E-Telescope-chart.png\"><img loading=\"lazy\" class=\"size-medium wp-image-26114 lazy-loaded\" src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/delta-E-E-Telescope-chart-300x200.png\" alt=\"delta E - E Telescope - gr\u00e1fico\" width=\"300\" height=\"200\" data-lazy-type=\"image\" data-src=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/wp-content\/uploads\/2019\/12\/delta-E-E-Telescope-chart-300x200.png\" \/><\/a><figcaption id=\"caption-attachment-26114\" class=\"wp-caption-text\">Exemplo de histograma do detector \u0394E-E.\u00a0Cada curva tipo hip\u00e9rbole representa uma part\u00edcula diferente no feixe.<\/figcaption><\/figure>\n<p>Na f\u00edsica experimental,\u00a0<strong>os detectores \u0394E-E<\/strong>\u00a0, conhecidos como\u00a0<strong>telesc\u00f3pios<\/strong>\u00a0, s\u00e3o dispositivos poderosos para\u00a0<strong>identifica\u00e7\u00e3o de part\u00edculas carregadas<\/strong>\u00a0.\u00a0Para fornecer identifica\u00e7\u00e3o de part\u00edculas carregadas, telesc\u00f3pios que consistem em pares de\u00a0detectores de barreira de superf\u00edcie\u00a0<strong>finos<\/strong>\u00a0e\u00a0<strong>espessos<\/strong>\u00a0podem ser usados.\u00a0Esses detectores devem ser posicionados em s\u00e9rie.\u00a0A velocidade \u00e9 deduzida da pot\u00eancia de parada medida nos detectores finos (\u00a0<strong>detectores \u0394E<\/strong>\u00a0).\u00a0Existe uma forte correla\u00e7\u00e3o entre a energia depositada em cada detector.\u00a0Essa correla\u00e7\u00e3o depende da massa (A), da carga (Z) e da energia cin\u00e9tica (E) de cada part\u00edcula.\u00a0A massa \u00e9 deduzida da faixa ou da perda de energia cin\u00e9tica total no detector mais espesso (<strong>Detector E<\/strong>\u00a0).<\/p>\n<p><strong>Os telesc\u00f3pios<\/strong>\u00a0podem ser compostos por v\u00e1rios detectores (\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/gaseous-ionization-detector\/ionization-chamber-ion-chamber\/\">c\u00e2maras de ioniza\u00e7\u00e3o<\/a>\u00a0,\u00a0<strong>detectores de sil\u00edcio<\/strong>\u00a0e\u00a0<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/scintillation-counter-scintillation-detector\/\">cintiladores,<\/a>\u00a0por exemplo) empilhados para desacelerar as part\u00edculas carregadas, o primeiro sendo o mais fino e o \u00faltimo o mais espesso.\u00a0Os contadores de cintila\u00e7\u00e3o CsI podem ser, por exemplo, usados \u200b\u200bcomo contadores E finais.\u00a0Como um exemplo de telesc\u00f3pio, um conjunto baseado em dois detectores de sil\u00edcio \u0394E dianteiros (10 ou 30 \u00b5m) e um contador de sil\u00edcio E com 1500 \u00b5m de espessura pode ser usado para a detec\u00e7\u00e3o de part\u00edculas carregadas de alta energia.<\/p>\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>&#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>Este artigo \u00e9 baseado na tradu\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica do artigo original em ingl\u00eas. Para mais informa\u00e7\u00f5es, consulte o artigo em ingl\u00eas. Voc\u00ea pode nos ajudar. Se voc\u00ea deseja corrigir a tradu\u00e7\u00e3o, envie-a para: translations@nuclear-power.com ou preencha o formul\u00e1rio de tradu\u00e7\u00e3o on-line. Agradecemos sua ajuda, atualizaremos a tradu\u00e7\u00e3o o mais r\u00e1pido poss\u00edvel. Obrigado.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Os detectores semicondutor \u00e0 base de sil\u00edcio s\u00e3o usados \u200b\u200bprincipalmente para detectores de part\u00edculas carregadas (especialmente para rastrear part\u00edculas carregadas) e detectores de raios-X moles. Dosimetria de Radia\u00e7\u00e3o Detector de tira de sil\u00edcio Fonte: micronsemiconductor.co.uk Os detectores de semicondutores \u00e0 base de sil\u00edcio\u00a0s\u00e3o usados \u200b\u200bprincipalmente para detectores de part\u00edculas carregadas (especialmente para\u00a0rastrear part\u00edculas carregadas\u00a0) e &#8230; <a title=\"O que \u00e9 um detector semicondutor \u00e0 base de sil\u00edcio &#8211; defini\u00e7\u00e3o\" class=\"read-more\" href=\"https:\/\/www.radiation-dosimetry.org\/pt-br\/o-que-e-um-detector-de-semicondutores-a-base-de-silicio-definicao\/\" aria-label=\"More on O que \u00e9 um detector semicondutor \u00e0 base de sil\u00edcio &#8211; defini\u00e7\u00e3o\">Ler mais<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":[],"categories":[51],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v15.4 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>O que \u00e9 um detector semicondutor \u00e0 base de sil\u00edcio - defini\u00e7\u00e3o<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Os detectores semicondutor \u00e0 base de silicone s\u00e3o usados principalmente para detectores de part\u00edculas carregadas (especialmente para rastrear part\u00edculas carregadas) e detectores de raios-X moles. 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