(Cd,Mn)Te - Instytut Fizyki PAN

2.3. MECHANIZM ZBIORU NOŚNIKÓW ŁADUNKÓWW DETEKTORZEMechanizmem odgrywającym główną rolę, gdy rozważamy wykonaniedetektora, jest mechanizm absorpcji fotoelektrycznej. Jak już wcześniej wspomniano,oddziaływanie promieniowania elektromagnetycznego z materiałem detekcyjnympółprzewodnika powoduje generację nośników ładunków. Poprzez przyłożeniezewnętrznego pola elektrycznego ładunki zostają rozdzielone i przemieszczają sięw przeciwnych kierunkach. Nośniki ładunków powstają głównie w wyniku jonizacji,czyli pierwotnego oddziaływania promieniowania z materiałem detekcyjnym.Przemieszczanie się nośników ładunków w materiale detekcyjnym w kierunkuodpowiedniej elektrody jest przyczyną powstania w detektorze impulsu prądowego.Sygnał pochodzący od zebranych ładunków jest proporcjonalny do ich ilości. Jest onzależny od rodzaju nośników ładunków (dziur, elektronów). Czas zbierania nośnikówładunków stanowi kryterium decydujące o sposobie polaryzacji detektora. Powstaływ obrębie materiału detekcyjnego ładunek jest proporcjonalny do energii zdeponowanejw jego objętości czynnej. Liczba wytworzonych nośników jest określana poprzezstosunek energii padającego promieniowania do energii potrzebnej na wytworzeniejednej pary elektron-dziura. Czas trwania impulsu prądowego definiuje droga, jakąładunek przebywa od miejsca interakcji do elektrody zbiorczej.Rozważmy dwa typy impulsów prądowych, gdzie jedne pochodzą od dziurdrugie zaś od elektronów. Impuls pochodzący od elektronów ma większą amplitudęi krótszy czas zanikania prądu, co można tłumaczyć większą ruchliwością elektronów.Ruch nośników ładunku stanowi kombinację termicznych migracji oraz dryfuw kierunku równoległym do przykładanego pola. Szybkość dryfu nośników ładunkóww polu elektrycznym zależy od natężenia pola oraz ich ruchliwości. Zależnośćtą przestawia wzór:ν e =μ e E oraz ν h =μ h E (2.3.1)gdzie E jest natężeniem pola elektrycznego, ν e i ν h to prędkość dryfu dla elektronówi dziur oraz μ e i μ h to ruchliwość kolejno dla elektronów i dziur.Zapiszmy dalej prostą zależność prądu wywołanego przez oddziaływaniepromieniowana z materiałem detekcyjnym:I=enν (2.3.2)32