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詳解EDXRF熒光光譜儀器探測(cè)器
發(fā)布時(shí)間：2020-10-22 10:03:57 點(diǎn)擊：6521
EDXRF熒光光譜儀的探測(cè)器大部分是半導(dǎo)體探測(cè)器，高能量分辨率、寬線性范圍、快響應(yīng)時(shí)間、高穩(wěn)定性和長(zhǎng)壽命等特點(diǎn)使其在能量探測(cè)領(lǐng)域占據(jù)了絕對(duì)的主導(dǎo)地位。
發(fā)展至今，半導(dǎo)體探測(cè)器的類型主要有Si(Li)探測(cè)器Ge(Li)探測(cè)器、高純Ge( HPGe)探測(cè)器、溫差電制冷Si -PIN探測(cè)器、Si 漂移( SDD)探測(cè)器、Cd(Zn)Te探測(cè)器、超導(dǎo)隧道結(jié)探測(cè)器(STJ)、超導(dǎo)躍變微熱量感應(yīng)器(TES )等。
VIAMP-SDD探測(cè)器2
常規(guī)Si(Li)探測(cè)器和Ge(Li)探測(cè)器出現(xiàn)最早，工作前必須用液氮制冷，因而限制了其使用范圍,通常用于1 ~40 keV低能量范圍內(nèi)的射線探測(cè);溫差電制冷型Si(Li)探測(cè)器需致冷至-90 °C ,能量分辨率可達(dá)158 eV@ Mn- Ka,但其對(duì)計(jì)數(shù)率的線性影響范圍較小。
高純Ge探測(cè)器能夠承受一定程度的溫升，因此多已取代溫升后會(huì)損壞的Ge(Li)探測(cè)器，常用于40keV以上能量的X射線探測(cè)。溫差電制冷Si-PIN探測(cè)器不存在Li漂移問題，只需用溫差電制冷器冷卻到- 20°C ,能量分辨率達(dá)145 eV@5.9 keV ，最大計(jì)數(shù)率低于30 keps,適合探測(cè)1.5~30keV的X射線。
SDD探測(cè)器基于側(cè)向耗盡原理，于1983年被E.Gatti和P.Rehak提出，相比于Si(Li)探測(cè)器和Si- PIN探測(cè)器，SDD探測(cè)器的陽極面積極小且電子漂移時(shí)間與位置相關(guān)，因此最佳成型時(shí)間更短計(jì)數(shù)率更高，通常大于10* keps ;相比于Si(Li)探測(cè)器和Ge探測(cè)器，它只需要帕爾貼元件進(jìn)行制冷(制冷溫差達(dá)50~120 C)，通常工作在-60~ -20C，特殊情況下甚至可工作在室溫，經(jīng)過不斷完善，其能量分辨率可達(dá)143 eV@5.9 keV，在許多情況下取代了Si(Li)探測(cè)器，成為測(cè)定中低能量X射線的首選Cd( Zzn)Te探測(cè)器采用高原子序數(shù)和高密度的化合物，體積小、本征探測(cè)效率高，在140 keV的γ射線下采用含10%Zn的15 nm的CdZuTe探測(cè)器，探測(cè)效率可接近100%，可以采用電致冷方式在室溫下工作，目前CdTe和CdZrTe探測(cè)器的能量分辨率分別可達(dá)3%@59.5 keV( T=10 C)、1.4% @59.5 keV(T=-37 C)，適合探測(cè)10~ 500keV寬能量范圍的高能光子10。
創(chuàng)想edx-6000熒光光譜儀
STJ 探測(cè)器的分辨率極高，100個(gè)STJ像素陣列( 100 x 100μun2 )的平均分辨率可達(dá)14 eV@ ( - K (525eV)，理論檢出限低于1 eV",計(jì)數(shù)率可達(dá)80kcps，但需工作在500 mK或更低的溫度下。
TES探測(cè)器通常有一個(gè)無能隙吸收裝置，利用吸收X射線后引起超導(dǎo)薄膜溫度及電阻下降進(jìn)而引起電流變化來對(duì)光子進(jìn)行計(jì)數(shù),能量分辨率更高，日前可達(dá)2 eV@1.5 keV，3.9 eV@5.9 keV T121 ,遠(yuǎn)超過上述用于EDXRF的半導(dǎo)體探測(cè)器，并有望達(dá)0.5~1 eV，但恢復(fù)時(shí)間很長(zhǎng){約是STJ探測(cè)器恢復(fù)時(shí)間的1000倍)，因此犧牲了計(jì)數(shù)率(約500 cps)，且需工作在更低溫度下（約70 mK）。EDXRF臺(tái)式熒光光譜儀的探測(cè)器有上述這幾種。
