GaSb / AlAsSb "отделни абсорбционни и умножаващи лавински" фотодиоди (SAM-APDs) могат да бъдат използвани за селективно откриване на високоенергийни електромагнитни рентгенови и гама-лъчи, според Калифорнийския университет в Лос Анджелис.
Неговият изследователски екип е изградил такива детектори, които могат да наблюдават добре дефинирани рентгенови и гама лъчи от един америций 241 източник (1.55GBq) до 59.5kV с половин максимум от 1.283kV.
В SAM-APDs светлинният / радиационно поглъщащ слой е отделен от големия pn възел на обхвата, който осигурява усилване, позволявайки високо лавинно усилване с нисък тъмен ток.
"Нашата структура на SAM е благоприятна, защото дава много по-добро съотношение сигнал / шум поради вътрешно усилване," каза изследователят на UCLA д-р Dingkun Ren. „Това е от решаващо значение за разрешаване на ясни високоенергийни сигнали. Нашите детектори са първите SAM-APD, които показват ясни сигнатури за откриване на гама-лъчи> 50 keV. "
Изборът на полупроводникови материали беше важен.
„Ние използваме GaSb вместо Si, Ge или GaAs, за да направим абсорбционни региони“, каза д-р Бор-Чау Джуан. "Това е така, защото GaSb може да предложи много по-добра абсорбционна ефективност и да осигури много по-голяма вероятност да спре тези високоенергийни фотони поради относително по-високия си атомен номер."
Абсорберът на GaSb се свързва с AlAsSb лавинен преход - хетероструктурите се отглеждат с помощта на молекулярно-лъчева епитаксия.
„Хетероструктурата на GaSb / AlAsSb има по-голямо различие както в енергията на създаването на двойки, така и в ефективността на абсорбцията. Това помага да се елиминират шумовите фото-пикове, които генерират извън зоните на абсорбция на GaSb. ”, Каза Рен.
Работата е публикувана в Advanced Optical Materials като „ Енерго-чувствителни GaSb / AlAsSb отделни абсорбционни и мултиплициращи лавинни фотодиоди за откриване на рентгенови и гама лъчи “.
Според резюмето си: „Спектроскопските характеристики показват значително подобрение на измерената енергийна разделителна способност поради намаленото високоелектрично поле в абсорберите и потиснато нерадиационно рекомбинация върху повърхности. SAM-APD показват линейност на енергийния отговор до 59,5 keV. "
Действителните характеристики могат да бъдат по-добри, тъй като се смята, че шумът от четящата електроника доминира измерванията.
Екипът на UCLA търси партньори с необходимост от откриване и диференциране на високоенергийната радиация, като посочва, че други енерго-чувствителни детектори се използват в системи за изображения, медицина и сигурност.
