실리콘 드리프트 검출기

실리콘 드리프트 검출기(SDD)는 X선 분광분석(XRF 및 EDS)과 전자현미경 검사에 사용되는 X선 방사선 검출기다.다른 X선 검출기와 비교한 주요 특성은 다음과 같다.

• 높은 계수율
• 비교적 높은 에너지 분해능(예: Mn Kα 파장의 경우 125 eV)
• 펠티에 냉각

작업원리

다른 고체 상태의 X선 검출기와 마찬가지로 실리콘 드리프트 검출기는 검출기 물질에서 생성되는 이온화 양에 따라 들어오는 광자의 에너지를 측정한다.이러한 변화된 이온화는 다양한 전하를 생성하며, 검출기 전자 장치가 각 들어오는 광자에 대해 측정한다.^[1]SDD에서 이 물질은 누출 전류가 매우 낮은 고순도 실리콘이다.높은 순도로 기존의 액체 질소 대신 펠티에 냉각이 가능하다.SDD의 주요 특징 중 하나는 일련의 링 전극에 의해 생성되는 횡단적 장으로, 충전 캐리어가 작은 수집 전극에 '드립트'하도록 한다.SDD의 '드립트' 개념(입자 물리학에서 가져온 것)은 검출기의 매우 낮은 캐패시턴스와 함께 훨씬 높은 카운트 속도를 허용한다.

구형 검출기 설계에서 채집 전극은 전류를 전압으로 변환하기 위해 외부 FET(전계효과 트랜지스터)와 함께 중앙에 위치하므로 증폭의 첫 번째 단계를 나타낸다.새로운 디자인은 FET를 칩에 직접 통합하여 에너지 분해능과 처리량을 크게 향상시킨다.양극과 FET 간 캐패시턴스가 감소해 전자 노이즈가 줄었기 때문이다.

다른 설계는 양극과 FET를 조사 영역 밖으로 이동시킨다.이로 인해 응답 시간이 약간 길어져 처리량(100만 카운트 대신 초당 75만 카운트)이 약간 낮아진다.그러나 양극 크기가 작기 때문에 에너지 분해능이 향상된다(Mn Kα 파장의 경우 123 eV까지 감소).개선된 신호 처리 또는 적응된 신호 처리와 결합하면 실리콘 드리프트 검출기의 에너지 분해능을 초당 최대 10만 카운트까지 유지할 수 있다.^[2][3]

참조