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标题: 【转载】【求助】SDD和Si-PIN是什么东西？ [打印本页]

作者: ass 时间: 2015-1-7 21:04 标题: 【转载】【求助】SDD和Si-PIN是什么东西？

各位高手，我们是X荧光新丁，我想请问各位
1、Si（Li）就是Si-PIN吗？
2、硅漂移和漂移硅是等同的吗？如果不是，那么所谓的SDD指哪个？

作者: happydream 时间: 2015-1-7 21:04

回答1 ：Si（Li）和 Si-PIN 是两种不同的探测器，Si（Li）探测器使用时通常需要LN2制冷，Si-PIN 探测器则通常是电制冷。Si（Li）分辨率和效率相对较高，但需LN2维护。
回答2：概念混淆，建议看相关书籍。

作者: iop 时间: 2015-1-7 21:05

PIN是半导体器件的许多种结构之一，是由一层P型半导体（受主杂质为主导，带正电荷[Positive]的空穴是多数载流子）和一层N型半导体（施主杂质为主导，带负电荷[Negative]的电子是多数载流子）以及它们中间的一层I(Intrinsic[本征半导体即没有杂质或者施主杂质和受主杂质正好完全补偿的半导体]或者Insulator[绝缘体])层组成的结构。
PIN探测器是具有PIN结构的（其中间层实际上是高阻的全耗尽层，其载流子很少，与本征层和绝缘体层有类似之处）用于探测光和射线的探测器件。硅PIN探测器室温下的漏电流在纳安（nA）数量级，比其上一代的硅面垒探测器要小差不多3个数量级，是硅面垒探测器的换代产品，但是PIN探测器的电容仍然和面垒探测器一样，随探测器面积的增大而正比增大，这导致探测器噪声还是偏大，同时成形时间常数不能太小因而计数率不能高。这就是PIN探测器不仅在技术上而且在性能上也要比硅漂移探测器差整整一代的原因。
绝大多数PIN探测器是用硅做的，所以如果不特别指出，PIN探测器指的就是Si-PIN或者硅PIN探测器。
硅(锂)[ Si(Li)]探测器，也叫硅锂漂移探测器。是在P型硅表面蒸发一层金属锂并扩散形成PN结，然后在反向电压和适当温度下使锂离子在硅原子之间漂移入硅中，由于锂离子很容易吸引一个自由电子而成为施主，从而与硅中的P型（受主）杂质实现补偿而形成高阻的本征层(探测器的灵敏区)。硅(锂)探测器的特点是灵敏层厚度可以做得相当大（3-10毫米），因而探测器电容也比较小，探测效率高，但是必须在液氮冷却下保存（因为在室温下锂离子的迁移能力已经不能忽略了，而锂离子的迁移会破坏在制备硅(锂)探测器时达到的精密补偿。这是硅(锂)探测器保存时候也需要在液氮温度的根本原因。当然还有其它原因）和工作，一般说来其能量分辨、高计数率性能、使用方便性、体积和价格等性能都不如硅漂移探测器。请注意：硅锂漂移探测器和硅漂移探测器是两种不同的探测器，硅锂漂移探测器是因为在制造过程中采用了锂离子漂移补偿的方法而得名，而硅漂移探测器则是射线产生的载流子（电子-空穴对）中的电子先必须漂移到阳极区以后才能形成可以测量的电信号（硅漂移探测器中空穴对电信号没有贡献）而得名。
硅漂移探测器（SDD）是在高纯n型硅片的射线入射面制备一大面积均匀的pn突变结，在另外一面的中央制备一个点状的n型阳极，在阳极的周围是许多同心的p型漂移电极。在工作时，器件两面的pn结加上反向电压，从而在器件体内产生一个势阱(对电子)。在漂移电极上加一个电位差会在器件内产生一横向电场，它将使势阱弯曲从而迫使入射辐射产生的信号电子在电场作用下先向阳极漂移，到达阳极(读出电极)附近才产生信号。硅漂移探测器的阳极很小因而电容很小，同时它的漏电流也很小，所以用电荷灵敏前置放大器可低噪声、快速地读出电子信号。
硅漂移探测器的结构要比以前的半导体探测器复杂许多，对设备要求更高，制造难度也很大。但是硅漂移探测器的性能极为优异，不仅探测器的漏电流比硅面垒探测器要小差不多3个数量级，探测器的电容也要比Si-PIN和硅面垒探测器小2个数量级左右，所以噪声很低，并且可以快速地读出电子信号，是探测光、X射线和带电粒子的最佳选择，其能量分辨本领和高计数率性能是所有半导体探测器中最好的，最好的能量分辨已经达到127eV，远远好于Si-PIN探测器，也明显好于传统的硅(锂)[Si(Li)]探测器，能谱采集的速度也比一般硅(锂)探测器快5-10倍，而且不需要液氮，是硅PIN探测器和硅(锂)探测器的换代产品。
硅漂移探测器（SDD）发展很快，现在已经有了第二代商品硅漂移探测器（VITUS SDD，外部场效应管硅漂移探测器，又叫分析级硅漂移探测器）。它保留了第一代商品硅漂移探测器的优点，又克服了离子注入技术带来的缺点，采用第二代商品硅漂移探测器的X射线谱仪的分析性能达到了液氮冷却的硅(锂)[Si(Li)]探测器的水平，而采集速度要比一般硅(锂)探测器快5-10倍，而且不需要液氮、小巧轻便许多。

作者: jiankufanhan 时间: 2015-1-7 21:05

这个回答好详细啊，真是感谢1

作者: jiushi 时间: 2015-1-7 21:06

想请教一下SDD检测器的结构和原理，怎么热电的有Si(Li)液氮制冷电制冷两种呢？？是Si(Li)可以采取电制冷工作方式还是他们说的电制冷和别家的SDD的是一样的，只是叫法不同？如果不是，其区别是？？

作者: nmn 时间: 2015-1-7 21:07

热电十几年前就生产电制冷Si(Li)检测器了,它只是利用电制冷的方式将检测器温度控制在-88度以下,省去了液氮的消耗,以满足检测器的工作需要.Si(Li)检测器和SDD,Si-pin是三种不同的检测器,分辨率明显优于后两者.

作者: shuishui 时间: 2015-1-7 21:07

锂漂移与SDD的灵敏度谁高谁低一直是一个争论的问题,我是正反两方面的说法在网上都看到过.

作者: teddy 时间: 2015-1-7 21:08

硅锂半导体检测器也称为SSD检测器，是和SDD检测不同的两种检测器。
目前2种检测器的分辨能力应该基本相当，但是灵敏度SDD要比SSD高至少10倍，随着成本的降低SDD应该完全可以替代目前的SSD检测器。

作者: vbnm 时间: 2015-1-7 21:08

可是现在市场上大品牌能谱最高端的除了帕那科用GE检测器,其他几家用的都是Si(Li)检测器,这是为什麽?

作者: 艰苦奋斗 时间: 2015-1-7 21:09

帕纳科能谱用的是Ge检测器吗？？你说是那个所谓三维偏振什么的吧。好像那个价格和AXIOS差不多了，呵呵！有谁用过牛津的XRF，正比计数器一般用的气体是P10，是不是需要维持其内部气体的浓度呀？？

作者: 风往尘香 时间: 2015-1-7 21:09

看到大家的争论，有点头大，不知道从哪儿解释起。实际上，分辨率不是一个简单的指标，更不是代表一种探测器性能的唯一的指标；而且，分辨率都是在特定试验条件下对Mn的Ka线测量得到的试验结果，这些条件包括计数率，成型时间等等。实际上，Si（Li）探测器、Si-PIN探测器、SDD探测器，其分辨率水平都差不多，基本上都可以做到150ev以下，当然这是在最佳试验条件下得到的结果。但Si-PIN和SDD探测器在其他方面有明显的优势。Si-PIN和SDD探测器可以在电致冷下正常工作，而SDD可以在很高的计数率时保持良好的分辨率水平。这些优势在实际使用时都很重要！

作者: adg 时间: 2015-1-7 21:10

帕纳科的E5型EDXRF使用高纯GE做探测器，主要是因为E5采用了100KV的X光管，Si（Li）、Si-PIN、SDD都没有这么高的能量响应，所以必须用高纯锗做探测器，这样就可以探测到重金属的K线系，提高检测灵敏度。

作者: ass 时间: 2015-1-7 21:10

帕纳科的E5型EDXRF使用高纯GE做探测器，主要是因为E5采用了100KV的X光管，Si（Li）、Si-PIN、SDD都没有这么高的能量响应，所以必须用高纯锗做探测器，这样就可以探测到重金属的K线系，提高检测灵敏度。

作者: happydream 时间: 2015-1-7 21:10

帕纳科的E5型EDXRF使用高纯GE做探测器，主要是因为E5采用了100KV的X光管，Si（Li）、Si-PIN、SDD都没有这么高的能量响应，所以必须用高纯锗做探测器，这样就可以探测到重金属的K线系，提高检测灵敏度。

作者: iop 时间: 2015-1-7 21:11

帕纳科的E5型EDXRF使用高纯GE做探测器，主要是因为E5采用了100KV的X光管，Si（Li）、Si-PIN、SDD都没有这么高的能量响应，所以必须用高纯锗做探测器，这样就可以探测到重金属的K线系，提高检测灵敏度。

作者: jiankufanhan 时间: 2015-1-7 21:11

帕纳科的E5采用了100KV的X光管，可以激发重金属元素的K线系，使检测灵敏度得到很大的提高；这种情况下，只有采用高纯锗探测器，才能有高能端的能量响应，而Si（Li）、Si-PIN、SDD探测器，都没有这么高能量的响应能力。
据我所知，日系产品大多采用Si（Li）探测器，而欧美的厂商大多采用Si-PIN或SDD探测器，是因为日本目前还没有完全掌握Si-PIN和SDD的生产工艺。掌握成熟的Si-PIN、SDD探测器技术的主要是美国、德国和英国的企业。

作者: jiushi 时间: 2015-1-7 21:12

还是没有说出本质性区别啊，求解。。不过还是学习了。呵呵

作者: nmn 时间: 2015-1-7 21:12

启蒙学习，谢谢。

作者: shuishui 时间: 2015-1-7 21:13

受益了！
好帖子讨论的深入~
为啥没提到P10气体以及流体计数器

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