DSC07596

a.    detektory z barierą powierzchniową

b.    detektory typu dyfuzyjnego

c.    detektory dryfowe

d.    detektory wysokiej czystości

Detektor germanowy w tym ćwiczeniu należy do typu c. Obszary czule w półprzewodniku tego typu, wolne od swobodnych nośników prądu , otrzymuje się poprzez kompensowanie zanieczyszczeń określonego typu przez wprowadzone do pewnej objętości półprzewodnika atomy kompensujące. Najczęściej stosowana metoda polega na ”wdryfowaniu” przyłożonym napięciem elektrycznym donorowych jonów litu do krzemu lub germanu typu p posiadających zanieczyszczenia akceptorowe. Proces ten jest samoregulujący i trwa do całkowitej kompensacji tj. do momentu gdy w sieci krystalicznej krzemu lub germanu, ustali się tyle atomów litu ile jest atomów akceptora( dlatego też ładunek objętościowy tak otrzymanej warstwy równa się zero).: Technicznie proces ten przeprowadza się w ten sposób, że najpierw na oczyszczoną powierzchnie półprzewodnika typu p napyla się warstwę litu. a następnie w podwyższonej temperaturze rzędu 400 - 500 °Cwdy fundo wuj e się ten lit na głębokość rzędu kilkuset jim. otrzymując normalne złącze typu n-p. Jeżeli następnie w temperaturze 130 - 150 °C przyłożymy do tego złącza napięcie rzędu kilkuset woltów, tak skierowane aby od strony litu potencjał był dodatni, to uzyskamy w ciągu kilku do kilkudziesięciu godzin wnikanie litu do półprzewodnika typu p i całkowitą kompensatę nośników akceptorowych nawet do bardzo dużej głębokości. Grubość warstwy czułej zależy przede wszystkim od czasu dryfii. Ze względu na dużą objętość uzyskanej w ten sposób warstwy czułej detektory tego typu nadają się szczególnie dobrze do detekcji promieniowania y. Poważną wadą tych detektorów jest jednak to, że muszą być nie tylko używane lecz również przechowywane w niskich temperaturach poniżej 120 K i w próżni w odpowiednim kriostacie. Chłodzenie detektora odbywa się przez kontakt z prętem miedzianym , którego drugi koniec jest zanurzony w ciekłym azocie w naczyniu Dewara. Wydajność detektora półprzewodnikowego na rejestracje promieniowania gamma zależy od jego objętości czynnej, w której kwanty gamma mogą wytwarzać elektrony. Stosunkowo łatwo uzyskuje się objętości rzędu kilkudziesięciu cm³, chociaż otrzymuje się nawet objętości kilkuset cm poprzez zastosowanie specjalnej techniki dryfu.

Obszar czynny detektora półprzewodnikowego jest wolna od swobodnych nośników prądu, zachowuje się więc juk niemal idealny izolator. Jeżeli przez obszar taki przejdzie promieniowanie jonizujące to powstaną w nim swobodne nośniki prądu, w postaci par elektron-dziura.