Discrete and Monolithic

Description

Le flux de rayons X large bande provenant de sources de rayonnement synchrotron permet la renaissance de l’ancienne technique expérimentale connue sous le nom de spectrométrie par absorption de rayons X. La spectrométrie d’absorption des rayons X mesure l’atténuation d’un faisceau de rayons X passant à travers un échantillon, de façon analogue aux méthodes plus familières qui utilisent le rayonnement infrarouge et visible. Les énergies des rayons X sont généralement de l’ordre de 300 eV à 30 keV ou plus, en comparaison à celles de la lumière visible avec 2–3 eV et les énergies infrarouges qui sont autour de 0,05–0,5 eV. Les transitions par absorption de rayons X haute énergie impliquent des électrons proches du noyau qui ne sont que très peu perturbés par des modifications chimiques des électrons de valence. Chaque élément a des seuils d’absorption caractéristiques auxquels l’énergie des rayons X est tout juste suffisante pour libérer un type particulier d’électron proche du noyau. Étant donné que ces seuils sont généralement bien distincts en énergie, l’absorption des rayons X est une technique qui peut sonder de manière unique l’environnement de n’importe quel élément, du carbone aux transuraniens. Un spectre d’absorption des rayons X classique est illustré à droite.

Mirion s’est imposé en chef de file du développement de détecteurs multiéléments germanium pour cette application. Vous trouverez ci-dessous un bref résumé de nos capacités et de nos produits pour les applications synchrotrons.

Détecteurs HPGe multiéléments discrets

La plupart des détecteurs multiéléments pour la mesure de rayons X fabriqués par Mirion sont équipés d'éléments discrets LEGe™ ou Ultra-LEGe™ associés à des pré-amplificateurs reset. En raison des taux de comptage élevés, le pré-amplificateur reset à transistor intégré (I-TRP) est utilisé exclusivement pour cette application. Les détecteurs multiéléments à éléments discrets tirent partie des excellentes performances des détecteurs LEGe et Ultra-LEGe, notamment la résolution de l'énergie avec des temps de traitement et de mise en forme des signaux courts. Ces détecteurs fonctionnent bien avec des temps de mise en forme de 1/8 μs et plus. Le détecteur Ultra-LEGe étend la gamme d’énergie utile jusqu’à 300 eV environ, selon le matériau et l'épaisseur de la fenêtre d'entrée. En raison de la difficulté à traiter un grand nombre d’éléments discrets, les détecteurs à éléments discrets sont limités, pour l'heure, à environ 32 canaux.

Détecteurs HPGe monolithiques pixellisés

Mirion est désormais capable de fabriquer des détecteurs HPGe planaires segmentés reposant sur des techniques photolithographiques avancées. Cette technologie s’applique à la production de détecteurs HPGe à pixels où plusieurs segments sont formés sur une seule couche de germanium. Les détecteurs HPGe monolithiques pixellisés offrent un coefficient de remplissage supérieur à celui des détecteurs à éléments discrets. Le coefficient de remplissage se définit comme le ratio entre la surface active du détecteur et la surface totale. Autrement dit, les détecteurs monolithiques pixellisés ont un coefficient de remplissage de quasiment 100 %, puisqu'ils ne présentent aucun espace mort entre les pixels. Le coefficient de remplissage des détecteurs HPGe multiéléments à éléments discrets est typiquement de 35 à 55 %. Le coefficient de remplissage est un facteur essentiel dans des applications nécessitant une optimisation de l’angle solide et une adaptation parfaite à la zone de détection.