b'\n_START_ARTICLE_\nPoluvodi\xc4\x8dki detektor (radioaktivnost)\n_START_SECTION_\nVrste poluvodi\xc4\x8dkih detektora\n_START_PARAGRAPH_\nU upotrebi je mnogo vrsta poluvodi\xc4\x8dkih detektora, a najzastupljeniji su silicijski detektor s povr\xc5\xa1inskom barijerom, silicijski detektor s povla\xc4\x8denim litijem ili Si(Li) detektor, germanijski detektor s povla\xc4\x8denim litijem ili Ge(Li) detektor i detektor od germanija posebno visoke \xc4\x8disto\xc4\x87e ili HPGe detektor (HP skra\xc4\x87enica od engl. high purity).\n_START_SECTION_\nSilicijski detektor s povr\xc5\xa1inskom barijerom\n_START_PARAGRAPH_\nSilicijski detektor s povr\xc5\xa1inskom barijerom izra\xc4\x91uju se od monokristala silicija tipa N, na kojemu se oksidacijom stvara sloj tipa P. Kontakt na sloju P na\xc4\x8dinjen je naparavanjem zlata ili rodija, a na osnovnom sloju N naparavanjem aluminija. Priklju\xc4\x8divanjem detektora na zaporni napon (tip N na pozitivan, a tip P na negativan priklju\xc4\x8dak naponskog izvora) stvara se uz spoj N-P osjetljivi sloj iz kojeg su uklonjeni pokretni nosioci naboja. Ukoliko se \xc5\xbeeli posti\xc4\x87i ve\xc4\x87a debljina osjetljivog sloja, potreban je silicij ve\xc4\x87e \xc4\x8disto\xc4\x87e (elektri\xc4\x8dni otpori u podru\xc4\x8dju 10 do 100 \xce\xa9m), te kvalitetna obrada i izolacija, kako bi se mogao primijeniti visok zaporni napon. Za neke primjene, kao \xc5\xa1to je otkrivanje te\xc5\xa1kih iona, kojima je doseg relativno kratak, upotreljavaju se detektori male debljine osjetljivog sloja.\n_START_SECTION_\nSi(Li) detektor\n_START_PARAGRAPH_\nSi(Li) detektor se izra\xc4\x91uje s ve\xc4\x87om debljinom osjetljivog sloja i pobolj\xc5\xa1anim energetskim razlu\xc4\x8divanjem. Osnovni postupci u izradi tih detektora su: nano\xc5\xa1enje metalnog litija na monokristal silicija tipa P, zagrijavanje radi pospje\xc5\xa1ivanja difuzije litijevih iona u monokristal, te povla\xc4\x8denje litijevih iona kroz kristal na temperaturi oko 400 \xc2\xbaC, primjenjuju\xc4\x87i sna\xc5\xbeno elektri\xc4\x8dno polje._NEWLINE_Posljednji postupak je va\xc5\xbean, jer se pri povla\xc4\x8denju litijevih iona kroz monokristal posti\xc5\xbee kompenzacija akceptorskih stanja (litijevi ioni ve\xc5\xbeu se uz ta stanja) i postignuti sloj debljine oko 5 mm ima svojstva intrinsi\xc4\x8dnog silicija. Kada se na monokristal, nakon ugradnje u detekcijski sustav, priklju\xc4\x8di zaporni napon, u cijeloj debljini sloja kroz koji je povla\xc4\x8den litij javlja se elektri\xc4\x8dno polje. Tako se posti\xc5\xbeu debljine osjeljivih slojeva oko 5 mm. Zbog ve\xc4\x87e debljine osjetljivog sloja smanjuje se kapacitet detektora, a ako se hladi (obi\xc4\x8dno na temperaturu teku\xc4\x87eg du\xc5\xa1ika \xe2\x80\x93 77 K), bitno se smanjuje zaporna struja. Rezultat je znatno smanjenje \xc5\xa1uma i izvanredno visoko energetsko razlu\xc4\x8divanje._NEWLINE_Za energije upadnih fotona 5,9 keV (manganovo rendgensko zra\xc4\x8denje K-alfa se upotrebljava kao standard za ispitivanje) posti\xc5\xbee se razlu\xc4\x8divanje bolje od 150 eV. Primjenom tih detektora veoma se napredovalo u mjerenjima fotonskih spektara u podru\xc4\x8dju energije od 1 do 30 keV. Ta metoda je izvanredno osjetljiva i vrlo brzo dobiva se rezultat. Si(Li) detektori upotrebljavaju se isto za detekciju elektrona, protona i drugih elektri\xc4\x8dki nabijenih \xc4\x8destica.\n_START_SECTION_\nGe(Li) detektor\n_START_PARAGRAPH_\nGe(Li) detektor upotrebljava se za detekciju fotona u podru\xc4\x8dju energije od 3 keV do oko 3 MeV, te za detekciju razli\xc4\x8ditih elektri\xc4\x8dki nabijenih \xc4\x8destica (npr. protona energije od 1 do 60 MeV, deuterija od 1 do 80 MeV). Germanij ima mnogo ve\xc4\x87u gusto\xc4\x87u od silicija i mnogo ve\xc4\x87i atomski broj. Zato je apsorpcija fotona u germaniju, kao i zaustavljanje brzih iona, mnogo ve\xc4\x87a nego u siliciju. Povla\xc4\x8denjem litija u monokristalima germanija metodom koja se samo u detaljima razlikuje od opisane metode za izradbu Si(Li) detektora, posti\xc5\xbeu se znatno deblji kompenzirani slojevi, debljine 10 do 15 mm._NEWLINE_Osjetljivi sloj mo\xc5\xbee biti razli\xc4\x8ditog oblika, a dva su naj\xc4\x8de\xc5\xa1\xc4\x87a u upotrebi: planarni (plo\xc4\x8dica kao silicijski detektori) i koaksijalni (valjkasti). Koaksijalni oblik omogu\xc4\x87uje izradu Ge(Li) detektora relativno velikog obujma (do 100 cm\xc2\xb3), pa je njihova djelotvornost za detekciju fotona energije oko 1 MeV, usporediva s djelotvornosti standardnih NaI(Tl) scintilatijskih detektora. Ali energetsko razlu\xc4\x8divanje Ge(Li) detektora je mnogo bolje._NEWLINE_Nedostatak Ge(Li) detektora je u tome \xc5\xa1to se ne smiju zagrijati na sobnu temperaturu. Difuzija litijevih iona u germaniju na sobnoj temperaturi toliko je sna\xc5\xbena da se u kratkom vremenu od samo nekoliko minuta uni\xc5\xa1ti kompenzirani sloj. Stoga se ti detektori redovito dr\xc5\xbee u Dewarovim posudama s teku\xc4\x87im du\xc5\xa1ikom.\n_START_SECTION_\nHPGe detektor\n_START_PARAGRAPH_\nHPGe detektor se izra\xc4\x91uje od germanija visoke \xc4\x8disto\xc4\x87e (primjese su u tim monokristalima oko 1\xc2\xa0: 10\xc2\xb9\xc2\xb2, pa su to izrazito naj\xc4\x8di\xc5\xa1\xc4\x87e poznate tvari). Kako je njihova otpornost na temperaturi teku\xc4\x87eg du\xc5\xa1ika vrlo velika, na zapornim naponima 1000 V posti\xc5\xbeu se osjetljivi slojevi debljine oko 7 mm, a na 3 500 V i do 12 mm. Izvedbe HPGe detektora vrlo su sli\xc4\x8dne izvedbama Ge(Li) detektora, a i njihova su detekcijska svojstva podjednaka. Mnogo su skuplji, ali se mogu (kada se du\xc5\xbee vremena ne mjeri) zagrijati i dr\xc5\xbeati na sobnoj temperaturi. Preporu\xc4\x8duje se da se HPGe detektori ne zagrijavaju i ne hlade \xc4\x8desto zbog mogu\xc4\x87ih strukturnih o\xc5\xa1te\xc4\x87enja nosa\xc4\x8da monokristala, kontakata i sli\xc4\x8dno.'