Detektoren
Germaniumdetektoren sind Halbleiterdioden mit p-i-n-Struktur, bei denen der intrinsische (i) Bereich für ionisierende Strahlung sensitiv ist, insbesondere Röntgenstrahlung und Gammastrahlung.
Germaniumdetektoren sind Halbleiterdioden mit p-i-n-Struktur, bei denen der intrinsische (i) Bereich empfindlich ist für ionisierende Strahlung, insbesondere Röntgenstrahlung und Gammastrahlung. Unter umgekehrter Vorspannung erstreckt sich ein elektrisches Feld über den intrinsischen Bereich bzw. die abgereicherte Zone. Wenn Photonen mit dem Material innerhalb des abgereicherten Volumens eines Detektors wechselwirken, werden Ladungsträger (Löcher und Elektronen) erzeugt, die vom elektrischen Feld zu den p- und n-Elektroden gezogen werden. Diese Anzahl an Ladungsträgern, die proportional zur vom eingehenden Photon im Detektor deponierten Energie ist, wird von einem integrierten, ladungsempfindlichen Vorverstärker in einen Spannungsimpuls umgewandelt.
Da Germanium eine relativ geringe Bandlücke zwischen Valenz- und Leitungsband aufweist, müssen diese Detektoren gekühlt werden, um die thermische Erzeugung von Ladungsträgern (also von umgekehrtem Leckstrom) auf ein akzeptables Niveau zu reduzieren. Andernfalls wird durch Leckstrom induziertes Rauschen die Energieauflösung des Detektors verschlechtert. In der Regel wird flüssiger Stickstoff mit einer Temperatur von 77 K als Kühlmedium für solche Detektoren verwendet. Der Detektorkristall wird in einem Kryostaten, in der ein Vakuum erzeugt wird, montiert. Dieser Kryostat kann in ein LN2-Dewar-Gefäß integriert wird oder mit eigenständigem Vakuum in dieses eingesetzt wird. Die empfindlichen Detektorflächen sind somit vor Feuchtigkeit und Kondensatverunreinigungen geschützt.
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