Fotodiody GaSb / AlAsSb „osobna absorpcja i mnożenie lawinowe” (SAM-APD) mogą być wykorzystywane do selektywnego wykrywania wysokoenergetycznego promieniowania elektromagnetycznego i promieniowania gamma, według University of California, Los Angeles.
Jego zespół badawczy zbudował takie detektory, które mogą obserwować dobrze zdefiniowane piki zdjęć rentgenowskich i gamma ze źródła 241 amerykanów (1,55GBq) przy 59,5kV z połową maksimum pełnej szerokości 1,283keV.
W SAM-APD warstwa absorbująca światło / promieniowanie jest oddzielona od dużego złącza pasmowego pn, które zapewnia wzmocnienie, umożliwiając wysokie wzmocnienie lawinowe przy niskim prądzie ciemnym.
„Nasza struktura SAM jest korzystna, ponieważ zapewnia znacznie lepszy stosunek sygnału do szumu dzięki wewnętrznemu wzmocnieniu” - powiedział dr Dingkun Ren, badacz UCLA. „Ma to kluczowe znaczenie dla rozwiązania wyraźnych sygnałów o wysokiej energii. Nasze detektory to pierwsze SAM-APD, które pokazują wyraźne sygnatury detekcji promieniowania gamma> 50keV. ”
Ważny był wybór materiału półprzewodnikowego.
„Do tworzenia obszarów absorpcji używamy GaSb zamiast Si, Ge lub GaAs” - powiedział dr Bor-Chau Juang. „Dzieje się tak dlatego, że GaSb może zaoferować znacznie lepszą wydajność absorpcji i zapewnia znacznie większe prawdopodobieństwo zatrzymania tych wysokoenergetycznych fotonów ze względu na ich względnie wyższą liczbę atomową”.
Absorber GaSb jest połączony z połączeniem lawinowym AlAsSb - heterostruktury hodowano przy użyciu epitaksji wiązką molekularną.
„Heterostruktura GaSb / AlAsSb ma większą odmienność zarówno pod względem energii tworzenia pary, jak i wydajności absorpcji. Pomaga to wyeliminować szumy fotograficzne generujące poza obszarami absorpcji GaSb. ”- powiedział Ren.
Prace zostały opublikowane w Zaawansowanych materiałach optycznych jako „ Czułe na energię oddzielne fotodiody lawinowe GaSb / AlAsSb do wykrywania promieni rentgenowskich i promieniowania gamma ”.
Zgodnie z jego streszczeniem: „Charakterystyka spektroskopowa wykazuje znaczącą poprawę zmierzonej rozdzielczości energii z powodu zmniejszonego wysokiego pola elektrycznego w absorberach i tłumienia niepromienistej rekombinacji na powierzchniach. APD SAM wykazują liniowość odpowiedzi energetycznej do 59,5 keV. ”
Rzeczywista wydajność może być lepsza, ponieważ uważa się, że hałas odczytywanej elektroniki dominuje w pomiarach.
Zespół UCLA poszukuje partnerów, którzy chcą wykryć i odróżnić promieniowanie wysokoenergetyczne, wskazując, że inne czułe na energię detektory są wykorzystywane w systemach obrazowania, medycyny i bezpieczeństwa.
