GaSb / AlAsSb 'separate absorptions- og multiplikationsskred' -fotodioder (SAM-APD'er) kan anvendes til selektivt at detektere højenergi-elektromagnetisk røntgen- og gammastråling, ifølge University of California, Los Angeles.
Dets forskerteam har opbygget sådanne detektorer, der kan observere veldefinerede røntgen- og gammastråle-fototopper fra en americium 241-kilde (1,55 GBq) ved op til 59,5 keV med et halvbredde på maksimalt 1,283keV i fuld bredde.
I SAM-APD'er er det lys / strålingsabsorberende lag adskilt fra det store båndgap pn-kryds, som tilvejebringer forstærkning, hvilket tillader en høj lavineforstærkning med lav mørk strøm.
”Vores SAM-struktur er fordelagtig, fordi den giver meget bedre signal-til-støj-forhold på grund af intern forstærkning,” sagde UCLA-forsker Dr Dingkun Ren. ”Dette er kritisk for at løse klare højenergisignaler. Vores detektorer er de første SAM-APD'er, der viser klare detektionssignaturer af gammastråler> 50keV. ”
Valg af halvledermateriale var vigtigt.
”Vi bruger GaSb i stedet for Si, Ge eller GaAs til at fremstille absorptionsregioner,” sagde projektleder Dr. Bor-Chau Juang. "Dette skyldes, at GaSb kan tilbyde meget bedre absorptionseffektivitet og give en meget højere sandsynlighed for at stoppe disse højenergifotoner på grund af dets relativt højere atomantal."
GaSb-absorberen er parret med en AlAsSb-lavine-kryds - heterostrukturer blev dyrket ved anvendelse af molekylær stråleepitaksi.
”GaSb / AlAsSb-heterostrukturen har større forskel i både parskabelsesenergi og absorptionseffektivitet. Dette hjælper med at eliminere støjfototopper, der genererer uden for GaSb-absorptionsregionerne. ”Sagde Ren.
Arbejdet er blevet offentliggjort i Advanced Optical Materials som ' Energifølsom GaSb / AlAsSb separat absorptions- og multiplikationsskredfotodioder til røntgenstråling og gammastråledetektion '.
I følge dets abstrakt: ”Spektroskopiske karakteristika viser en markant forbedring af målt energiopløsning på grund af reduceret højtop elektrisk felt i absorberne og undertrykt ikke-strålerisk rekombination på overflader. SAM ‐ APD'erne udviser energiresponslinearitet op til 59,5 keV. ”
Faktisk ydeevne kan være bedre, da det menes, at støj fra den udlæste elektronik dominerer målingerne.
UCLA-teamet søger partnere med behov for at detektere og differentiere stråling med høj energi og påpeger, at andre energifølsomme detektorer bruges i systemer til billeddannelse, medicin og sikkerhed.
