Чувствительный элемент с кольцевым контактом для алмазного детектора

Изобретение относится к области измерения ионизирующих излучений и может быть использовано при регистрации частиц, ультрафиолетового-, альфа-излучений. Чувствительный элемент с кольцевым контактом для алмазного детектора, предназначенный для регистрации частиц, альфа-, УФ излучений, содержит лицевой контакт, выполненный с отверстием радиуса R, определяющимся из условия достаточной величины электрического поля в цилиндрической области радиуса R и позволяющим устранить энергетические потери регистрируемых частиц вследствие отсутствия контакта внутри цилиндрической области радиуса R. Технический результат – расширение диапазона регистрируемых чувствительным элементом алмазного детектора частиц, включая области энергий менее 150 кэВ. 1 ил., 4 табл.

 

Изобретение относится к области измерения ионизирующих излучений и может быть использовано при регистрации частиц, ультрафиолетового-, альфа-излучений в широком диапазоне энергий.

Известна конструкция чувствительного элемента для алмазного детектора для измерения ионизирующих излучений, включающая в себя чувствительный элемент на основе алмазной пластины со сплошными контактами, нанесенными с противоположных сторон чувствительного элемента

(СССР №451972, G01T 001/24, опубликовано 14.04.1975).

Недостатком этого известного алмазного детектора является то, что чувствительный элемент может иметь значительные энергетические потери на контактах, например, для частиц энергий менее 150 кэВ.

Задачей и техническим результатом данного изобретения является расширение диапазона регистрируемых чувствительным элементом алмазного детектора частиц, включая области энергий менее 150кэВ.

Технический результат достигается тем, что изменяется лицевой контакт чувствительного элемента алмазного детектора. Чувствительный элемент выполняется с отверстием радиуса R в лицевом сплошном контакте. Для предлагаемого чувствительного элемента были проведены расчеты электрических полей на программе ANSYS и проверено условие достаточной величины электрического поля в цилиндрической области радиуса R для обеспечения эффективного дрейфа носителей. На чертеже изображен чувствительный элемент алмазного детектора, где 1 - алмазная пластинка, 2 - сплошной контакт с отверстием радиуса R (лицевой), 3 - сплошной контакт.

В таблицах 1-4 приведены энергетические потери (кэВ) в детекторе (патент СССР №451972) в зависимости от энергии падающих частиц H, D, T, He при толщине контакта 35 нм. В детекторе с предлагаемой конструкцией чувствительного элемента потери отсутствуют, так как сплошной контакт выполнен с отверстием радиуса R, что позволяет избежать энергетических потерь регистрируемых частиц в материале контакта, ввиду его отсутствия в отверстии радиуса R.

Из представленных данных следует, что описанная форма лицевого контакта обеспечивает отсутствие энергетических потерь регистрируемых частиц в области низких энергий.

Чувствительный элемент с кольцевым контактом для алмазного детектора, предназначенный для регистрации частиц, альфа-, УФ излучений, содержащий лицевой контакт, отличающийся тем, что этот лицевой контакт выполнен с отверстием радиуса R, определяющимся из условия достаточной величины электрического поля в цилиндрической области радиуса R и позволяющим устранить энергетические потери регистрируемых частиц вследствие отсутствия контакта внутри цилиндрической области радиуса R.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к полупроводниковым детекторам ионизирующих излучений, в частности к алмазным детекторам, способным работать в условиях повышенных температур, пониженных давлений, в агрессивных средах.

Изобретение в целом относится к системам формирования изображения. Детекторное устройство для детектирования излучения содержит преобразующий слой, множество собирающих заряд электродов, множество внешних направляющих электродов, при этом детекторное устройство предназначено для приложения к направляющим электродам напряжения , где Ubias обозначает напряжение, приложенное между упомянутыми собирающими заряд электродами и противоэлектродом, через который принимается упомянутое излучение, dgap обозначает ширину упомянутых зазоров между упомянутыми собирающими заряд электродами, dg обозначает расстояние между соединительным слоем, на котором размещены упомянутые направляющие электроды, и упомянутым преобразующим слоем, εc обозначает относительную диэлектрическую проницаемость упомянутого преобразующего слоя, εg обозначает относительную диэлектрическую проницаемость в слое между упомянутыми собирающими электродами и упомянутыми направляющими электродами и dc обозначает толщину упомянутого преобразующего слоя.

Использование: для детектирования рентгеновского излучения. Сущность изобретения заключается в том, что детектор рентгеновского излучения содержит блок датчиков для определения падающего рентгеновского излучения, содержащий определенное число сенсорных элементов, счетный канал в расчете на сенсорный элемент для получения счетного сигнала посредством подсчета фотонов или импульсов заряда, сформированных в ответ на падающее рентгеновское излучение с начала интервала измерений, суммирующий канал в расчете на сенсорный элемент для получения просуммированного сигнала, представляющего полную энергию излучения, определенного с начала интервала измерений, и блок обработки для оценки, из просуммированных сигналов сенсорных элементов, счетных сигналов сенсорных элементов, счетный канал которых насыщен в течение интервала измерений, при этом упомянутый блок обработки сконфигурирован с возможностью определения модели объекта из полученных просуммированных сигналов сенсорных элементов, и определения счетных сигналов насыщенных сенсорных элементов из упомянутой модели объекта.

Изобретение относится к детектору счета фотонов с прямым преобразованием. Детекторная матрица содержит по меньшей мере один пиксель детектора прямого преобразования, выполненный с возможностью обнаружения фотонов полихроматического ионизирующего излучения, причем пиксель содержит: катодный слой; анодный слой, включающий в себя анодный электрод для каждого по меньшей мере одного пикселя детектора; материал прямого преобразования, расположенный между катодным слоем и анодным слоем; управляющий электрод, расположенный в материале прямого преобразования, параллельном и расположенном между катодным и анодным слоями; и контроллер напряжения пикселей, электрически соединенный с управляющим электродом, причем контроллер напряжения пикселей выполнен с возможностью альтернативного приложения одного из двух различных напряжений к управляющему электроду во время процедуры получения изображений, основываясь на скорости счета фотонов за заданный период скорости счета.

Изобретение относится к детектору для подсчета фотонов и описывается с частным применением к компьютерной томографии (CT). Система получения изображений содержит детекторную матрицу с пикселями детектора прямого преобразования, которая обнаруживает излучение, пересекающее область исследования системы получения изображений, и формируют сигнал, указывающий обнаруженное излучение, схему формирования импульсов, выполненную с возможностью альтернативной обработки сигнала, указывающего обнаруженное излучение, сформированного детекторной матрицей, или набора испытательных импульсов, имеющих разные и известные амплитуды, соответствующие различным и известным уровням энергии, и формирования выходных импульсов, имеющих амплитуды, указывающие энергии обработанного обнаруженного излучения или набора испытательных импульсов, и схему регулировки порогов, выполненную с возможностью анализа амплитуд выходных импульсов, соответствующих набору испытательных импульсов, вместе с амплитудами набора испытательных импульсов и набора заданных порогов фиксированной энергии, и формирования сигнала регулировки порогов, указывающего начало отсчета, на основании результата анализа.

Изобретение относится к полупроводниковым координатным детекторам ионизирующих частиц. В емкостной МОП диодной ячейке фотоприемника-детектора излучений применена новая электрическая схема, в которой используются усилительный обогащенный p-МОП транзистор, конденсатор, p-i-n-диод, поликремниевые резисторы, дополнительные p-МОП и n-МОП транзисторы и оригинальной конструкции ячейки координатного фотоприемника-детектора.

Изобретение относится к полупроводниковым координатным детекторам радиационных частиц. Изобретение обеспечивает повышение эффективности регистрации оптических и глубоко проникающих излучений и повышение быстродействия детектора излучений.

Изобретение относится к системе визуализации и более конкретно к детектору со счетом фотонов с разрешением по энергии. Система визуализации содержит источник излучения, испускающий излучение, проходящее через область исследования, и детекторную матрицу с множеством пикселей детектора со счетом фотонов, которые детектируют излучение, проходящее через область исследования, и соответствующим образом генерируют сигнал, показывающий детектированное излучение.

Использование: для регистрации электромагнитного излучения со сложным спектральным составом. Сущность изобретения заключается в том, что полупроводниковый комбинированный приемник электромагнитного излучения включает соосно расположенные каналы регистрации оптического и жесткого электромагнитного излучения, созданный на основе чередующихся эпитаксиально согласованных слоев чувствительных в соответствующих спектральных диапазонах полупроводниковых материалов с электронно-дырочными переходами или без них, чувствительные слои располагают по разные стороны подложки, толщина чувствительного к жесткому электромагнитному излучению материала приемника на два порядка больше, чем у чувствительного материала фотоприемника, в качестве фильтра для приемника жесткого электромагнитного излучения, обрезающего излучение оптического диапазона, используют слой чувствительного к этому излучению полупроводникового материала, на основе которого формируют фотоприемник оптического диапазона.

Изобретение относится к детектору для обнаружения высокоэнергетического излучения. Детектор (100) излучения содержит преобразовательный элемент (102) для преобразования падающего высокоэнергетического излучения (X) в зарядовые сигналы, катод (101) и решетку (104) анодов (103), расположенные на разных сторонах преобразовательного элемента, для генерации электрического поля (Е0, Ed) в преобразовательном элементе (102), при этом преобразовательный элемент (102) имеет пространственную неоднородность, за счет которой напряженность упомянутого электрического поля (Е0, Ed) увеличивается в первой области (Rd) вблизи анодной решетки и/или уменьшается во второй области (R0) на удалении от анодной решетки.

Изобретение относится к полупроводниковым приборам для преобразования ионизирующего излучения в электрический сигнал, в частности к чувствительным элементам, предназначенным для использования в различных системах измерения уровней радиации. Сенсор ионизирующего излучения содержит n+-i-p+-структуру, включающую i-область в виде высокоомной слаболегированной монокристаллической подложки высокочистого кремния бестигельной зонной плавки р-типа проводимости, на лицевой стороне которой выполнена чувствительная зона в виде, по меньшей мере, одной n+-области, наружная поверхность которой снабжена последовательно расположенными маскирующим покрытием из диоксида кремния, алюминиевой металлизацией и внешним пассивирующим слоем, а на оборотной стороне упомянутой подложки последовательно выполнен слой высоколегированного кремния, образующий р+-область, и нанесена алюминиевая металлизация с образованием подложкой с указанными слоями n+-i-p+-диода, при этом под покрытием из диоксида кремния на лицевой поверхности подложки вокруг чувствительной зоны, выполнена, по меньшей мере, одна пара охранных колец р+-типа и n+-типа, расположенных с зазором между ними, упомянутое покрытие из диоксида кремния выполнено с окнами для контакта чувствительной n+-области с алюминиевой металлизацией, а внешний пассивирующий слой выполнен с окнами для присоединения выводов. Изобретение обеспечивает уменьшение времени измерения радиационного фона, значительное снижение размеров и массы сенсора, расширение диапазона регистрируемых энергий и возможность регистрации различных видов ионизирующего излучения при снижении уровня шумов и увеличении чувствительности сенсора. 11 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к материалам детекторов для регистрации ионизирующего излучения, а также может быть использовано как оптический материал для ИК-оптики, лазерной техники, акустооптики. Кристаллы на основе бромида таллия дополнительно содержат 0,0028-0,00008 мас.% примеси бромида магния. Техническим результатом изобретения является повышение детекторных характеристик материала: μτе до 7,8⋅10-4 см2/В, μτh до 2,5⋅10-4 см2/В, удельного сопротивления до 1⋅1012 Ом⋅см, и обеспечение стабильности свойств в процессе эксплуатации. 1 табл.

Изобретение относится к сенсорному устройству для обнаружения сигналов излучения. Для обеспечения высокой целостности сигналов и сохранения способности к четырехсторонней стыковке сенсорное устройство содержит сенсорную матрицу, содержащую множество детекторов, сенсорный элемент для преобразования принятых сигналов излучения в множество соответствующих электрических сигналов, элемент интерпозера, простирающийся поперечно между первой боковой стороной и второй боковой стороной, и элемент интегральной схемы. Элемент интерпозера имеет переднюю поверхность, обращенную к сенсорному элементу, и заднюю поверхность, параллельную передней поверхности, причем на передней поверхности предусмотрена первая контактная структура для направления электрических сигналов на заднюю контактную структуру, предусмотренную на задней поверхности. Элемент интегральной схемы обращен к задней поверхности и электрически соединен с задней контактной структурой. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к сенсорному устройству для обнаружения сигналов излучения. Для обеспечения высокой целостности сигналов и сохранения способности к четырехсторонней стыковке сенсорное устройство содержит сенсорную матрицу, содержащую множество детекторов, сенсорный элемент для преобразования принятых сигналов излучения в множество соответствующих электрических сигналов, элемент интерпозера, простирающийся поперечно между первой боковой стороной и второй боковой стороной, и элемент интегральной схемы. Элемент интерпозера имеет переднюю поверхность, обращенную к сенсорному элементу, и заднюю поверхность, параллельную передней поверхности, причем на передней поверхности предусмотрена первая контактная структура для направления электрических сигналов на заднюю контактную структуру, предусмотренную на задней поверхности. Элемент интегральной схемы обращен к задней поверхности и электрически соединен с задней контактной структурой. 2 н. и 13 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к области измерения ионизирующих излучений и может быть использовано при регистрации частиц, ультрафиолетового-, альфа-излучений. Чувствительный элемент с кольцевым контактом для алмазного детектора, предназначенный для регистрации частиц, альфа-, УФ излучений, содержит лицевой контакт, выполненный с отверстием радиуса R, определяющимся из условия достаточной величины электрического поля в цилиндрической области радиуса R и позволяющим устранить энергетические потери регистрируемых частиц вследствие отсутствия контакта внутри цилиндрической области радиуса R. Технический результат – расширение диапазона регистрируемых чувствительным элементом алмазного детектора частиц, включая области энергий менее 150 кэВ. 1 ил., 4 табл.

Наверх