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詳解EDXRF熒光光譜儀器探測器
發(fā)布時間：2020-10-22 10:03:57 點擊：6304
EDXRF熒光光譜儀的探測器大部分是半導(dǎo)體探測器，高能量分辨率、寬線性范圍、快響應(yīng)時間、高穩(wěn)定性和長壽命等特點使其在能量探測領(lǐng)域占據(jù)了絕對的主導(dǎo)地位。
發(fā)展至今，半導(dǎo)體探測器的類型主要有Si(Li)探測器Ge(Li)探測器、高純Ge( HPGe)探測器、溫差電制冷Si -PIN探測器、Si 漂移( SDD)探測器、Cd(Zn)Te探測器、超導(dǎo)隧道結(jié)探測器(STJ)、超導(dǎo)躍變微熱量感應(yīng)器(TES )等。
VIAMP-SDD探測器2
常規(guī)Si(Li)探測器和Ge(Li)探測器出現(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;溫差電制冷型Si(Li)探測器需致冷至-90 °C ,能量分辨率可達158 eV@ Mn- Ka,但其對計數(shù)率的線性影響范圍較小。
高純Ge探測器能夠承受一定程度的溫升，因此多已取代溫升后會損壞的Ge(Li)探測器，常用于40keV以上能量的X射線探測。溫差電制冷Si-PIN探測器不存在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145 eV@5.9 keV ，最大計數(shù)率低于30 keps,適合探測1.5~30keV的X射線。
SDD探測器基于側(cè)向耗盡原理，于1983年被E.Gatti和P.Rehak提出，相比于Si(Li)探測器和Si- PIN探測器，SDD探測器的陽極面積極小且電子漂移時間與位置相關(guān)，因此最佳成型時間更短計數(shù)率更高，通常大于10* keps ;相比于Si(Li)探測器和Ge探測器，它只需要帕爾貼元件進行制冷(制冷溫差達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143 eV@5.9 keV，在許多情況下取代了Si(Li)探測器，成為測定中低能量X射線的首選Cd( Zzn)Te探測器采用高原子序數(shù)和高密度的化合物，體積小、本征探測效率高，在140 keV的γ射線下采用含10%Zn的15 nm的CdZuTe探測器，探測效率可接近100%，可以采用電致冷方式在室溫下工作，目前CdTe和CdZrTe探測器的能量分辨率分別可達3%@59.5 keV( T=10 C)、1.4% @59.5 keV(T=-37 C)，適合探測10~ 500keV寬能量范圍的高能光子10。
創(chuàng)想edx-6000熒光光譜儀
STJ 探測器的分辨率極高，100個STJ像素陣列( 100 x 100μun2 )的平均分辨率可達14 eV@ ( - K (525eV)，理論檢出限低于1 eV",計數(shù)率可達80kcps，但需工作在500 mK或更低的溫度下。
TES探測器通常有一個無能隙吸收裝置，利用吸收X射線后引起超導(dǎo)薄膜溫度及電阻下降進而引起電流變化來對光子進行計數(shù),能量分辨率更高，日前可達2 eV@1.5 keV，3.9 eV@5.9 keV T121 ,遠超過上述用于EDXRF的半導(dǎo)體探測器，并有望達0.5~1 eV，但恢復(fù)時間很長{約是STJ探測器恢復(fù)時間的1000倍)，因此犧牲了計數(shù)率(約500 cps)，且需工作在更低溫度下（約70 mK）。EDXRF臺式熒光光譜儀的探測器有上述這幾種。
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