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Sensores de radiacion nuclear basados en semiconductores

Enviado por Pablo Turmero


  1. Introducción
  2. Sensores semiconductores sólidos
  3. Dispositivos semiconductores para la detección de las radiaciones nucleares
  4. Conclusión

INTRODUCCIÓN

En los procesos de fisión, fusión y desintegración espontánea de núcleos atómicos se emite radiación nuclear, la cual está formada por:

1) Partículas subatómicas, tales como núcleos de 2He4 (partículas (), electrones o positrones (partículas () y neutrones.

2) Ondas electromagnéticas o fotones, que reciben el nombre de rayos gamma ((), con una longitud de onda inferior a 1 pm.

La interacción de las partículas ( y los neutrones con la materia se debe básicamente a colisiones con los electrones más exteriores de los átomos, constituyendo las colisiones inelásticas la principal causa de que estas partículas pierdan su energía cinética y el origen de ionizaciones en la materia [1]. La pérdida de energía por longitud de camino recorrido es:

donde Z y N son el número atómico y la densidad nuclear (núcleos(cm-3) del medio atravesado, respectivamente, y v es la velocidad de la partícula.

Las partículas ( se comportan de manera más complicada, ya que al igual que las partículas (, pierden energía por colisión, pero además también existe pérdida de energía por bremsstrahlung (radiación de frenado), la cual se origina cuando una partícula ( de energía cinética K es desacelerada a una energía K" al interaccionar con un núcleo atómico. La energía que ésta pierde aparece en forma de ondas electromagnéticas (rayos X), cuya longitud de onda está comprendida entre 1 nm y 1 pm.

Para bajas energías (E << mc2) la pérdida de energía por longitud de camino recorrido es:

mientras que para altas energías (E >> mc2) es:

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donde r es el radio del electrón y K su energía cinética.

Los rayos ( y los rayos X interaccionan con la materia mediante tres fenómenos: absorción fotoeléctrica, efecto Compton y producción de pares.

1) Absorción fotoeléctrica: sucede cuando un fotón es absorbido por un electrón orbital, y éste sale expulsado.

2) Efecto Compton: consiste en la dispersión de fotones por electrones libres mediante un choque elástico.

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3) Producción de pares: tiene lugar cuando un fotón pierde toda su energía al colisionar con un núcleo pesado, creando un par electrón-positrón.

Debido a la combinación de alguno de los fenómenos citados, la intensidad de los rayos ( o X se ve reducida al pasar a través de un material. Esta reducción de la intensidad viene determinada por:

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siendo I0 la intensidad de la radiación que incide sobre un material con coeficiente de atenuación ( (cm-1).

Desde la prevención de riesgos biológicos motivados por la radiactividad, hasta el control de los procesos de fisión y la investigación en física nuclear, los campos que requieren la detección de las radiaciones nucleares son múltiples. Los sistemas más habituales para su detección son: las cámaras de ionización, de burbujas y de chispas, los contadores de Geiger-Müller, proporcionales, de centelleo y de Cherenkov, y los sensores semiconductores, a los cuales se dirige éste artículo.

II. Sensores Semiconductores Sólidos

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Como se ha visto anteriormente, la interacción de la radiación nuclear con la materia tiene un efecto ionizante, lo cual es utilizado para la generación de pares electrón-hueco en los semiconductores.

Cuando un flujo de radiación nuclear incide en un semiconductor, una cantidad R (reflectancia) del flujo se refleja, el flujo restante, (1-R), es transmitido, según las ecuaciones de Fresnel, y provoca la ionización de parte de sus átomos, generando un número de pares que está en función de la cantidad de energía perdida por la radiación nuclear en el semiconductor. Este fenómeno permite transformar la energía de la radiación en señal eléctrica.

A. Principios de funcionamiento

El funcionamiento de los sensores de radiación mediante semiconductor está basado en las propiedades de una unión p-n (diodo) para extraer los pares electrón-hueco generados.

Cuando el diodo está en equilibrio, debido a los gradientes de concentración en los portadores a ambos lados de la unión, se desencadenan mecanismos de difusión que originan la recombinación de electrones libres de la región n con huecos de la región p, formando una zona de transición libre de portadores de carga y una barrera de potencial entre ambas regiones, que cuando alcanza el suficiente valor, detiene el proceso de difusión de portadores (Fig. 1).

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Fig. 1. Diagrama representativo de una unión p-n.

La zona de transición de una unión p-n, no contiene portadores móviles, por lo que los electrones y huecos generados en ella difícilmente se pueden recombinar y pasan a la región p y a la región n, respectivamente, formando parte de los portadores minoritarios en esas regiones.

En polarización directa, la corriente es debida a la difusión de portadores mayoritarios, la cual depende del grado de dopado de las regiones p y n, por lo que la acción de la radiación apenas modifica estas concentraciones y su influencia es prácticamente nula. Por lo tanto, la unión p-n debe estar polarizada inversamente para poder conseguir una corriente en función de la concentración de los portadores minoritarios. La densidad de corriente resultante viene determinada a partir de la ecuación de Shockley:

donde Js es la densidad de corriente inversa de saturación, ( es la eficiencia cuántica (número de pares generados por partícula o fotón incidente) y ( es el flujo de radiación incidente.

El tamaño de la zona de transición requerido para obtener una detección óptima de la radiación nuclear viene determinado por el material semiconductor empleado ((s), su grado de dopado (Na y Nd), el potencial de contacto de la unión (V0) y la polarización inversa aplicada (V), tal y como se puede ver en la Tabla I, y además, de las características de la energía de radiación a detectar.

Tabla I. Ancho de la zona de transición y capacidad de transición para uniones p-n abruptas.

B. Materiales semiconductores empleados

Desde que en 1.949 Mac Kay detectara por primera vez partículas ( mediante un semiconductor de germanio hasta la actualidad, se han desarrollado múltiples materiales semiconductores, siendo los más empleados en la fabricación de sensores de radiación nuclear por ionización: el silicio (Si), el germanio (Ge), el arseniuro de galio (GaAs), la familia del telurio de cadmio (CdTe y CdxZn1-xTe) y el yoduro de mercurio (I2Hg). El potencial de los distintos semiconductores para la detección de radiación nuclear viene determinado por su número atómico, banda prohibida o "bandgap", energía de ionización, movilidad, vida media de los portadores generados y resistividad [2]. Estas características del semiconductor, enumeradas en la Tabla II, determinan sus ventajas e inconvenientes:

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1) Interesa que la radiación pierda gran parte o toda su energía durante su recorrido por el sensor, lo cual se consigue empleando semiconductores con elevado número atómico y con alta densidad. Ver (1), (2) y (3).

2) Cuanto mayor sea la banda prohibida del semiconductor menor es su sensibilidad al ruido térmico. El ruido térmico se origina por la agitación térmica de los electrones. Para semiconductores como el Ge con bandas prohibidas pequeñas, a temperatura ambiente sus electrones adquieren suficiente energía como para provocar la ruptura de los enlaces covalentes y producir pares electrón-hueco, los cuales pueden llegar a enmascarar la señal resultante o a dar errores de medida; de ahí que este material requiera trabajar a temperaturas inferiores a los 77 ºK, para lo cual se emplean sistemas de enfriamiento criogénico mediante nitrógeno líquido.

3) Una mayor energía de ionización del semiconductor significa una peor resolución energética y una menor exactitud del sensor, ya que las radiaciones con energía inferior a la de ionización no generan pares y por lo tanto, no son detectadas.

4) Todos los sensores, después de haber realizado una detección, pierden su sensibilidad durante un cierto periodo que se conoce como tiempo muerto. Altos valores en la movilidad de los portadores, especialmente de los huecos, determina mejores tiempos de respuesta y, por lo tanto, un menor tiempo muerto.

5) Al objeto de asegurar una medida precisa de la energía de la radiación incidente, es muy importante asegurar la extracción de todos los pares generados. Esto se consigue utilizando un semiconductor cuyos portadores tengan una vida media elevada, es decir, con la mínima cantidad de centros de recombinación (sin impurezas o defectos de red).

6) Una mayor resistividad del semiconductor precisa de una mayor tensión de polarización inversa. La resistividad de un semiconductor (() es:

siendo Ja la densidad de corriente de arrastre, E la intensidad del campo eléctrico y ( la movilidad de los portadores. Para garantizar la extracción de todos los pares generados y mantener la densidad de corriente de arrastre, se requiere de un elevado campo eléctrico cuando la resistividad del material es grande, el cual viene determinado por el valor de la tensión de polarización.

7) El empleo de materiales semiconductores con coeficiente de atenuación (() pequeño requieren de un mayor espesor al objeto de asegurar la generación del mayor número de pares, según se desprende de (4).

III. Dispositivos semiconductores para la detección de las radiaciones nucleares

Basados en el principio de funcionamiento y los materiales indicados en los apartados anteriores, se han desarrollado una gran variedad de dispositivos que emplean semiconductores para la detección de las radiaciones nucleares. Sus estructuras vienen determinadas por el tipo y energía de la radiación nuclear que se pretende detectar y por la aplicación específica a la que van dirigidos. El dispositivo sensor más simple es el fotodiodo, el cual se utiliza como base de sensores más complejos.

A. Fotodiodos PIN

Comercializado desde 1.993, actualmente es el tipo de fotodiodo más común de los utilizados para la detección de la radiación nuclear.

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Su estructura consiste en una región intrínseca, o ligeramente dopada, de alta resistividad intercalada entre una región p+ y una región n+ (ver Fig. 2). Polarizado inversamente, la región intrínseca se encuentra vacía de portadores, incrementándose de esta forma la zona de transición de una unión p-n común. Esto permite tener una mayor eficiencia y sensibilidad y una menor capacidad de transición (ver Tabla I).

Estos fotodiodos disponen de un material antirreflejante que favorece la transmisión de determinadas radiaciones hasta al región intrínseca.

Si la región intrínseca es estrecha puede conseguirse un tiempo de respuesta pequeño; sin embargo, la sensibilidad del dispositivo está relacionada con su eficiencia cuántica, y dicha eficiencia se hace mayor al incrementar la anchura de la región intrínseca, por lo que existe un conflicto entre estos dos parámetros [3].

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Fig. 2. Estructura de un fotodiodo PIN.

En los sensores de Si la anchura de la región intrínseca es de ~ 50 (m y el tiempo de respuesta es del orden de 50 ns, mientras que en los de CdTe o I2Hg la región intrínseca puede ser mucho más estrecha, dado que la interacción de la radiación en estos materiales es mayor que en el Si, lo que permite tener tiempos de respuesta menores. Los fotodiodos PIN son muy adecuados en aquellas aplicaciones en las que se necesita una buena relación señal/ruido.

B. Fotodiodos de avalancha (APD)

Los fotodiodos de avalancha tienen las regiones p y n poco dopadas, lo que da lugar a una zona de transición bastante amplia (ver Tabla I).

Se polarizan inversamente con voltajes cercanos a la tensión de ruptura, produciendo un elevado campo eléctrico en la zona de transición, lo que da lugar a que los pares electrón-hueco generados sean fuertemente acelerados y produzcan nuevos pares libres al chocar con otros átomos del semiconductor. El mecanismo descrito produce un efecto multiplicador tal que un sólo electrón puede dar lugar a 100 electrones secundarios.

Comparados con los fotodiodos PIN, ambos tienen una eficacia cuántica y tiempos de respuesta similares, pero los fotodiodos de avalancha tienen unas condiciones de funcionamiento menos atractivas debido a que necesitan una tensión muy estable, al objeto de evitar variaciones en la ganancia; además, son sensibles a los cambios de temperatura, lo que significa que requieren de circuitos auxiliares que puedan compensarlos y son más sensibles al ruido debido a la naturaleza aleatoria del proceso de avalancha [4]. Sin embargo, tienen la ventaja de no requerir prácticamente amplificación externa de la señal.

C. Fotodiodos Schottky

Son uniones formadas por un metal y un semiconductor, y al igual que sucede en una unión p-n, cuando se pone en contacto el semiconductor y el metal se produce una distribución de carga que da lugar a una zona de transición

en el semiconductor y a una barrera de potencial.

Estos fotodiodos pueden trabajar de dos formas:

1) Para energías de la radiación superiores a la banda prohibida del semiconductor, los pares son generados directamente en la zona de transición (p. e. uniones Pt-CdTe). El metal utilizado en la unión Schottky debe tener valores elevados de transmitancia y ser lo bastante delgado (del orden de 100 Å) como para permitir el paso de la radiación hasta la zona de transición. Adicionalmente se puede añadir un material antirreflejante en contacto con el metal al objeto de incrementar la eficacia cuántica.

2) Con energías de la radiación inferiores a la banda prohibida del semiconductor pero superiores a la altura de la barrera de la unión, se generan electrones libres en el metal de la unión Schottky que atraviesan la barrera y generan pares electrón-hueco en la zona de transición del semiconductor (p. e. uniones Mo-Si) [5].

En ambas formas, la selección de las características y propiedades del metal viene determinada por el tipo de radiación que se quiere detectar.

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Fig. 3. Estructura de un fotodiodo Schottky.

La principal ventaja de los fotodiodos Schottky es que la conducción se efectúa por portadores mayoritarios, lo cual les confiere una respuesta muy rápida; además, debido a que la unión está situada prácticamente en la superficie del fotodiodo (ver Fig. 3), el tiempo de tránsito de los portadores se reduce y se facilita su extracción. Como inconveniente tienen que su corriente de saturación es más grande que en los diodos de unión p-n, al tener una barrera inferior, haciéndolos más sensibles al ruido.

D. Sensores de microbandas (Microstrips sensors)

No se puede hablar de estos sensores como de una nueva estructura, sino como un dispositivo que integra múltiples fotodiodos, al objeto de conseguir la detección de la radiación nuclear y su trayectoria de incidencia en el sensor (los hay de una y de dos coordenadas).

Para el caso de sensores 1-D, sobre la cara superior de un sustrato semiconductor ligeramente dopado de tipo n se procede a difundir tiras de tipo p+ (ánodos) y en la cara inferior se forma una región n+ (cátodo) común para todas las regiones p+, tal y como se muestra en la Fig. 4.

Las uniones p-n se polarizan inversamente, por lo que cuando una radiación nuclear incide sobre el sensor, los huecos generados en la zona de transición pasan a las microbandas más cercanas (región p+), mientras que los electrones son recogidos por la región n+. De esta forma se consigue que únicamente las microbandas más cercanas al punto donde se han generado los pares proporcionen señal, lo que da información sobre el punto de entrada de la radicación en el sensor [6].

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Fig. 4. Estructura de un sensor de tiras 1-D.

Los sensores 2-D en lugar de tener una región n+ común, se les añade en su parte inferior tiras de tipo n+ en sentido ortogonal a las de tipo p+. Esto permite la extracción de los electrones y de los huecos por las microbandas más cercanas al punto de su generación.

La precisión de estos sensores depende principalmente de la distancia entre microbandas y por la forma en que se lee la señal que proporciona cada microbanda. La separación entre microbandas viene determinado por el tamaño de la nube de cargas que se forma en las proximidades de una microbanda, como consecuencia del proceso de extracción de los pares generados; dicha nube tiene un radio aproximado de:

donde d es el espesor del sensor, ( es la movilidad del portador, E es la intensidad de campo eléctrico y D es la constante de difusión del portador [7]. Cuando la señal de las microbandas es leída de forma individualizada y la separación entre ellas es más grande que el radio de la nube de cargas, la precisión del sensor viene dada por:

siendo ( la distancia de separación entre los centros de las microbandas.

El principal inconveniente de estos sensores es que requieren múltiples circuitos convertidores, analizadores multicanal y buffers de almacenamiento para poder leer cada una de sus salidas de señal de forma independiente, convirtiéndolo en un sensor caro. Por otro lado, para garantizar un campo eléctrico homogéneo y evitar corrientes de fuga, se inserta en los bordes del sustrato un anillo de protección, lo que limita su eficiencia al reducir la superficie sensible. En los sensores 2-D, cuando la radiación tiene suficiente energía como para atravesar de lado a lado al sensor, se puede obtener dos lecturas en la localización de su trayectoria, una real y otra fantasma. Aún con todo, son dispositivos de una alta precisión (~ 30 (m) que han venido sustituyendo desde los años 70 a las cámaras de burbujas, cuya resolución no supera los 50 (m. Su tiempo de respuesta es del orden de los 10 ns.

E. Sensores de arrastre (Drift sensors)

Al objeto de reducir el número de salidas de señal y obtener un sensor más económico que el de microbandas, en 1.984 se diseñó el sensor de arrastre.

Estos dispositivos están formados por un sustrato n, en el que se han difundido tiras de tipo p+ (ánodo), tanto en su cara superior como en la inferior, paralelas entre sí. Además, en una de sus caras se ha difundido una región n+ (cátodo), tal y como muestra la Fig. 5. Polarizadas inversamente todas las uniones p+­n, se crean zonas de transición que se unen en el centro del sustrato formando un canal de potencial mínimo paralelo a las superficies del sustrato, por el cual circulan los electrones generados, mientras que los huecos son extraídos a través de las regiones p+ más cercanas al punto de incidencia de la radiación. La polarización gradual de los ánodos crea un segundo campo eléctrico, independiente del primero, que arrastra los electrones a través del canal hasta el ánodo [8]. El tiempo de arrastre de los electrones hasta su llegada al ánodo determina la coordenada de incidencia de la radiación en el sensor.

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Fig. 5. Estructura de un sensor de arrastre 2-D.

Si el ánodo está formado por una tira, se obtiene un sensor 1-D, mientras que si se encuentra segmentado se obtiene un sensor 2-D (Fig. 5).

Este tipo de sensores tienen la ventaja de que su capacidad de transición es muy baja, lo que reduce la generación de ruido. Sin embargo, requieren circuitos divisores de tensión para la polarización de las regiones p+, con la misión de conseguir un campo eléctrico homogéneo, gradual y corregir los posibles cambios de temperatura. Tienen una resolución espacial elevada (~ 20 (m) y sus tiempos de respuesta llegan a los 2 (s.

En la actualidad se diseñan sensores de arrastre con forma circular y cilíndrica, con las tiras en forma concéntrica y en espiral, al objeto de adecuar su morfología a determinadas aplicaciones específicas.

G. Dispositivos acoplados por carga (CCD)

Los sensores CCD más habituales están formados por una sucesión de estructuras MOS en condición de vaciamiento, próxima a la inversión, que se comportan como un registro de desplazamiento analógico. Recientemente también se han desarrollado sensores CCD basados en uniones p-n cuyo funcionamiento es similar al de los sensores de arrastre.

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En los sensores MOS CCD los portadores minoritarios son atraídos y almacenados en las estructuras MOS cercanas al punto de incidencia de la radiación, formando paquetes de carga mediante la aplicación de un potencial en las puertas, lo que limita el espesor del sustrato a ~20 (m [9]. La extracción de los paquetes de carga se consigue desplazando secuencialmente el potencial aplicado a cada una de las puertas de las estructuras MOS, bajo el control de un reloj polifásico (ver Fig. 6).

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Fig. 6. Corte transversal de un sensor MOS CCD. (a) Detalle de una estructura MOS. (b) Proceso de transferencia.

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En T=t1, (1 está en alta y (2 y (3 están en baja, los electrones generados son almacenados en las proximidades de la estructura bajo el control de (1. En T=t2, (1 y (2 están en alta y (3 está en baja, el paquete de carga es transferido a la siguiente estructura. En T=t3, (2 está en alta y (1 y (3 están en baja, el paquete de carga ha sido transferido totalmente a las estructuras controladas por (2. El proceso se vuelve a repetir hasta alcanzar la sección de salida, la cual consta básicamente de una unión p-n polarizada en sentido inverso, cuya tensión cambia cuando le llega un paquete de carga.

Además de la estructura de canal superficial descrita hasta ahora existen otras:

1) De cuatro fases de reloj, que permiten almacenar paquetes de carga más grandes.

2) De dos fases y electrodos asimétricos, que evitan los problemas de vuelta atrás de la carga durante su transferencia.

3) Canal enterrado, que eliminan las pérdidas de carga debidas a los estados superficiales y permiten aumentar la frecuencia de trabajo del sensor, aunque tienen el inconveniente de que los paquetes de carga que pueden transferir son más pequeños.

Los sensores p-n CCD fueron desarrollados en los años 90, y a diferencia de los MOS CCD, transfieren paquetes de carga formados con portadores mayoritarios, permiten una mayor velocidad de trabajo, tienen una mejor eficiencia en la transferencia de carga y más sensibilidad.

Su estructura está formada por un sustrato n, cuyo espesor es de ~300 (m, en el que se han difundido segmentos de tipo p+ en su cara superior y una región de tipo p+ en la cara inferior (ver Fig. 7). Al igual que sucede en los sensores de arrastre, cuando se polarizan inversamente todas las uniones p+-n, se forma una zona de transición común y un canal de potencial mínimo. Variando el grado de polarización de las uniones p+-n superiores (puertas) respecto de la inferior, mediante la aplicación de un potencial controlado por un reloj polifásico, los portadores mayoritarios generados por la radiación incidente son arrastrados hacia la superficie del sustrato y hacia la unión de salida.

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Fig. 7. Estructura de un sensor p-n CCD 2-D.

Mediante sucesiones lineales de estructuras MOS o p-n se obtienen sensores 1-D, mientras que varias sucesiones lineales y paralelas entre sí proporcionan sensores 2-D.

Dado que los sensores CCD no poseen ganancia en el proceso de movimiento de las cargas, la eficiencia en la transferencia de carga ((T) es extremadamente importante.

Uno de los factores que influyen sobre (T es la frecuencia del reloj polifásico,

donde d es la distancia entre puertas y D es el coeficiente de difusión de los portadores de la carga a transferir.

Los sensores CCD habitualmente son de Si y proporcionan una señal pequeña, por lo que requieren trabajar a temperaturas inferiores a 300 ºK para reducir la generación de ruido. Otro inconveniente que tienen es que hasta que no ha sido extraído un paquete de carga no se puede realizar una nueva lectura, por lo que los inhabilita para aquellas aplicaciones en las que se requieran tiempos inferiores a milisegundos entre medidas. Aún con todo, son sensores con una gran resolución espacial (~ 5 (m) y disponen de una elevada eficiencia cuántica.

H. Sensores de píxel activo (APS)

Entre los dispositivos que tienen posibilidades de lograr un notable desarrollo en los próximos años se encuentran los sensores de pixel activo. Estos sensores básicamente consisten en una estructura matricial de fotodiodos (pixels) que integran, en el mismo sustrato o mediante la tecnología de ensamblado "flip-chip", la electrónica necesaria para obtener la señal de cada uno de ellos.

Según su estructura, se pueden clasificar en:

1) MAPS (Monolithic active pixel sensors), tienen un funcionamiento similar al de los sensores CCD, pero con la diferencia de que los paquetes de carga son extraídos directamente de cada fotodiodo en lugar de ser transferidos hasta la salida, lo que permite reducir el tiempo entre medidas [10]. Esto último se consigue aprovechando la capacidad de la tecnología CMOS para confinar, mantener temporalmente y extraer los paquetes de carga generados en los fotodiodos (ver Fig. 8).

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Fig. 8. Diagrama de un sensor APS. El transistor M1 polariza inversamente el fotodiodo y en combinación con los transistores M2 y M3 permite seleccionar el pixel a leer.

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2) HAPS (Hybrid active pixel sensors), básicamente es un sensor de microbandas al que se le han segmentado las microbandas, para formar símiles de los pixels. Dentro de este tipo de sensores cabe resaltar el sensor de silicio con arquitectura 3-D, el cual consiste en un sustrato ligeramente dopado que es atravesado verticalmente, respecto a la superficie expuesta a la radiación nuclear, por regiones de tipo n y p alternadas y separadas entre si por distancias de ~ 20 (m (Fig. 9), formando fotodiodos [11].

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Fig. 9. Esquema de un sensor de arquitectura 3-D.

3) Sensores de pixel DEPFET (Depleted Field Effect Transistor), su arquitectura combina el funcionamiento de los transistores FET y el de los sensores de arrastre, lo que les confiere la posibilidad de detectar y amplificar la señal resultante de forma simultánea. Los pares son generados en una zona de transición situada debajo de un transistor JFET o un MOSFET. Los portadores mayoritarios generados pasan a un canal de potencial mínimo situado bajo la puerta del transistor, influyendo de esta forma en la corriente drenador-surtidor del transistor, al igual que lo haría una tensión aplicada en su puerta [12].

IV. Conclusión

El empleo de sensores semiconductores en la detección

de la radiación nuclear ha aumentado considerablemente en los últimos años. Esto ha sido posible al desarrollo de nuevos materiales y estructuras que han permitido disponer de sensores con una mayor resolución energética (la energía requerida por par electrón-hueco formado es inferior a los 6 eV, frente a los 15 eV de los sensores de gas y los 500 eV de los sensores de centelleo), de respuesta más rápida y con una expectativa de vida mayor. El principal inconveniente que tiene la utilización de semiconductores es para valores grandes de la energía de la radiación, o haces colimados de determinadas subpartículas, producen desplazamientos atómicos y transmutaciones nucleares que dañan el material semiconductor, creando un gran número de centros de recombinación y de atrapamiento y cambios en la densidad de carga de la zona de transición. Esto da lugar a pérdidas

pérdidas de sensibilidad y corrientes de fuga.

La investigación en nuevos materiales semiconductores, como el CdSe, Bi2S3, ZnSe, GaSe y el PbI2, para su aplicación en sensores a temperatura ambiente, y la tendencia generalizada a conseguir dispositivos que integren en un solo chip los circuitos necesarios para la obtención y preprocesado de la señal, permitirá extender su empleo en detrimento de otras técnicas de detección.

G. Lutz, "Novel Silicon Detectors", Jornadas técnicas MPI, München, nov. 2.001.

 

 

Autor:

Pablo Turmero