面垒型半导体探测器能谱仪-环境样品放射性监测与分析

Si（Au）面垒型半导体探测器能谱仪的组成如图7-12所示。无辐射情况下，经电荷灵敏前置放大器的噪声输出为几毫伏量级。反向电流的大小决定半导体探测器的噪声水平。噪声的统计涨落将增加信号峰的宽度。

图7-12　Si（Au）面垒型探测器（a）结构断面图；（b）电路连接图

图7-13　用Si（Au）面垒型半导体探测器测得的210Po的α谱(www.xing528.com)

耗尽层内产生的电子-空穴对数目的统计涨落，决定了半导体探测器的固有能量分辨本领，对于5.3MeV的α粒子，该因素对能谱展宽的贡献约为3.6keV。图7-13为用Si（Au）面垒型探测器测得的210Po的α谱，半高全宽度（FWHM）为31keV，可见还有其他因素影响Si（Au）面垒型探测器的分辨本领。

待测粒子必须穿过Au层（死层）时，由于带电粒子与物质相互作用的统计性，粒子能量会发生歧离。此外，粒子的非准直入射造成粒子穿过死层所走过的路程不同，损耗在死层中能量有差异。

显然，半导体材料的非均匀性和缺陷的存在会使能量分辨率下降。电子学仪器，特别是前置放大器的噪声对于测量系统的噪声水平也有贡献。噪声干扰不但降低系统的探测灵敏度，而且影响能量分辨本领。采用场效应管、光反馈技术及低温环境可以降低噪音的影响。

另外，放射源的厚度对于测量结果也有影响，因为放射源不同深度处发出的射线的能量是不同的，面垒型半导体探测器的尺寸比较小，边缘效应使测量的能谱出现不对称性，能谱的低能部分偏高。