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Inhaltsverzeichnis - Prof. Dr. Norbert Wermes

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EinleitungSeit

EinleitungSeit Entdeckung der Röntgenstrahlung vor über 100 Jahren gibt es fortlaufende Entwicklungenzur Nutzung dieser Strahlung in den Materialwissenschaften und in biomedizinischenAnwendungen. Von besonderer Bedeutung für die medizinische Bildgebungist hierbei die Möglichkeit, Röntgenstrahlung effizient nachzuweisen. Nachdem zu Beginnder Nachweis mit Hilfe von Photoplatten üblich war, folgte bald die Entwicklung vonSzintillatoren und nachgeschalteten Sekundärelektronenvervielfachern, um die entstehendenSignale elektronisch weiterzuverarbeiten. Der Einsatz von Halbleiterdetektoren in dermedizinischen Bildgebung bietet sich an, da es damit möglich wird, medizinische Gerätekostengünstiger herzustellen und das Gewicht der Detektoren insbesondere beim Einsatzin Computertomographen zu verringern.Ein weiterer Teilbereich der Physik, in dem die Erforschung neuer Detektormaterialienzur Zeit intensiv betrieben wird, ist in der Hochenergiephysik zum Nachweis von Elementarteilchenzu finden.Die an die untersuchten Materialien gestellten Anforderungen unterscheiden sich aber indiesen Anwendungsgebieten. Beim Nachweis von Röntgenphotonen kommt es vor allemdarauf an, geeignete Materialien mit hoher Ordnungszahl und Dichte zu finden. Aus diesemGrund sind für die Röntgenbildgebung vor allem Cadmium-Tellurid- und Cadmium-Zink-Tellurid-Kristalle in den Fokus des Interesses gerückt. In der Hochenergiephysik werdenhingegen von den untersuchten Materialien eine hohe Strahlungslänge und -härteerwartet, so dass sich hier vor allem Diamant als vielversprechendes Detektormaterialherausgestellt hat.Beiden Anwendungsbereichen ist aber gemein, dass sie ein genaues Verständnis der Vorgängebei der Signalentstehung in den Halbleitermaterialien voraussetzen. Hierfür war esbisher meist üblich, die Materialien mit Hilfe von ladungsempfindlichen Verstärkersystemenzu untersuchen. Dabei wird die im Halbleiterdetektor durch Energiedeposition (zumBeispiel durch Photonen) erzeugte Ladung an einem Kondensator im Verstärker aufintegriertund in einen Spannungspuls umgewandelt, der dann weiterverarbeitet werden kann.Mit Hilfe dieses Verfahrens wurden bisher meist die Ladungssammlungseffizienz und Energieauflösungder Halbleitermaterialien untersucht.Einen anderen Ansatz ermöglicht die „Transient Current Technique“ (TCT-Verfahren).Bei diesem Verfahren werden die bei der Energiedeposition und der folgenden Ladungsträgerbewegungentstehenden Stromsignale direkt mit Hilfe eines breitbandigen Verstärkersystemsaufgezeichnet. Die entstehenden Strompulse lassen Rückschlüsse auf die Ladungssammlungseffizienz,die Ladungsträgermobilität und den Verlauf des elektrischeniii

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