Discrete and Monolithic

Description

Le flux de rayons X large bande provenant de sources de radiation synchrotron a revitalisé 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, tout comme les techniques plus familières dans l’infrarouge ou le visible UV. Les énergies des rayons X sont généralement de l’ordre de 300 eV à 30 keV ou plus, par rapport à celle de la lumière visible avec 2–3 eV et les énergies infrarouges de 0,05–0,5 eV. Les transitions par absorption de rayons X haute énergie impliquent des électrons autour du noyau qui ne sont que très peu perturbés par des modifications chimiques des électrons de valence. Chaque élément a donc des seuils d’absorption caractéristiques auxquels l’énergie des rayons X est tout juste suffisante pour libérer un type en particulier d’électron du noyau. Étant donné que les 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 depuis le carbone jusqu’aux transuraniens. Un spectre d’absorption des rayons X classique est illustré à droite.

Mirion s’est imposé en chef de file du développement et de la production de détecteurs multiéléments germanium pour cette application. Vous trouverez ici un bref résumé de nos capacités et de nos produits.

Détecteurs multiéléments discrets

La plupart des détecteurs multiéléments par rayons X fabriqués par Mirion sont dotés d’éléments de détecteurs discrets LEGe™ ou Ultra-LEGe™ associés à des pré-amplificateurs de réinitialisation. En raison des taux de comptage élevés impliqués, le pré-amplificateur de réinitialisation à transistor intégré (I-TRP) est utilisé exclusivement pour cette application. Les détecteurs à éléments discrets tirent totalement parti des performances particulières des détecteurs LEGe et Ultra-LEGe, notamment la résolution de l'énergie avec des temps de traitement (mise en forme) à pulsations courtes. 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 la fenêtre cryostat. En raison de la difficulté à traiter un grand nombre d’éléments de détecteur, les détecteurs à matrice discrets sont limités à environ 36canaux.

Détecteurs à matrice monolithiques

Mirion est désormais capable de fabriquer des détecteurs Ge planaires segmentés reposant sur des techniques photolithographiques avancées. Cette technologie s’applique à la production de détecteurs à pixels où plusieurs éléments sont formés sur une seule couche de germanium. Les détecteurs à matrice monolithiques offrent un coefficient de remplissage supérieur à celui des détecteurs à matrice discrets. Le coefficient de remplissage se définit comme la surface active du détecteur divisée par la surface totale délimitée par la matrice. Les détecteurs monolithiques, qui ne présentent aucun espace perdu entre les éléments, ont un coefficient de remplissage de quasiment 100 %. Le coefficient de remplissage des détecteurs multiéléments discrets peut aller 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.