Koaxialer Ge-Detektor mit Umkehrelektrode
Der Ge-Detektor mit Umkehrelektrode (Reverse-electrode Ge-Detektor, REGe) ist von der Geometrie her ähnlich wie andere koaxiale Germaniumdetektoren, doch mit einem wichtigen Unterschied.
Der Ge-Detektor mit Umkehrelektrode (REGe) ist von der Geometrie her ähnlich wie andere koaxiale Germaniumdetektoren, doch mit einem wichtigen Unterschied. Die Elektroden des REGe-Detektors sind insofern gegensätzlich wie bei einem herkömmlichen Koaxialdetektor angeordnet, als dass die p-Elektrode (ionenimplantiertes Bor) außen und der n-Kontakt (diffundiertes Lithium) innen liegt. Diese Elektrodenanordnung hat zwei Vorteile: die Fensterdicke und die Beständigkeit gegen Radiationssschäden.
Der ionenimplantierte Außenkontakt ist im Vergleich zu einem Kontakt mit diffundiertem Lithium extrem dünn (0,3 μm), sodass der REGe-Detektor einen großen Energiebereich von 3 keV bis zu mehreren MeV abdecken kann. Die REGe-Detektoren sind in der Regel mit einem Kohlenstoff-Verbundfenster ausgestattet, das robust ist und eine hervorragende Übertragung bis unter 10 keV bietet. Es sind auch Beryllium- oder Aluminiumfenster erhältlich. Aluminium wird bevorzugt, wenn an Energien unter 20 keV kein Interesse besteht und eine höhere Robustheit gewünscht ist. Beryllium sollte ausgewählt werden, um die Niedrigenergie-Fähigkeit (bis zu 3 keV) des REGe-Detektors voll auszunutzen.
Es wurde festgestellt, dass Strahlungsschäden, die hauptsächlich durch Neutronen oder geladene Teilchen verursacht werden, bei Germanium zum Abfangen positiv geladener Ladungsträger führen können. Im Gegensatz zu einem herkömmlichen Koaxialdetektor werden diese Löcher von der Außenelektrode des REGe-Detektors aufgefangen. Da sich ein viel größerer Teil des aktiven Detektorvolumens im vorgegebenen Abstand (∆ R) zum Außenkontakt befindet, und nicht am Innenkontakt (Volumen ≈ R2), müssen die Löcher oder positiven Ladungsträger im Durchschnitt weniger Strecke zurücklegen, wenn sie vom Außenkontakt angezogen werden, als wenn dies der Innenkontakt leisten müsste. Da sie weniger Strecke zurücklegen müssen, ist die Wahrscheinlichkeit geringer, dass sie in strahlunggeschädigtem Material eingeschlossen werden. Das Ausmaß der Verbesserung der Beständigkeit gegen Strahlungsschäden hängt natürlich von weiteren Fakten ab, aber experimentelle Beweise deuten darauf hin, dass der REGe-Detektor gegenüber Schäden 10-mal robuster sein kann als herkömmliche koaxiale Germaniumdetektoren.
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