Discrete and Monolithic

Description

シンクロトロン放射線源からの広帯域X線束は、X線吸収スペクトロメトリーとして知られる比較的古い測定手法を再活性化させました。 X線吸収スペクトロスコピーは、より身近な赤外線や紫外線可視化技術と同様に、試料を透過するX線ビームの減衰を測定します。 一般的なX線のエネルギーは300eVから30keV以上のオーダーになるのに対して、可視光エネルギーは2-3eV、赤外線エネルギーは約0.05-0.5eVです。 高エネルギーのX線吸収遷移には、価電子の化学変化によってわずかに摂動する内殻電子が関与します。そのため各元素は、X線エネルギーが特定のタイプの内殻電子を解放するのに十分なだけの特徴的な吸収端を有しています。 一般的に、吸収端はエネルギー的に十分に分離されているため、X線スペクトロスコピーにより炭素から超ウラン元素までのあらゆる元素の環境を独自に調べることができます。 一般化したX線吸収スペクトルを右図に示します。

ミリオンは、この用途向けのゲルマニウムアレイ検出器の開発と製造におけるトップ企業です。 ここでは、当社の適応力と製品の概要を簡単にご紹介します。

ディスクリート型アレイ検出器

ミリオンが製造するX線アレイ検出器のほとんどは、ディスクリート型LEGe™またはUltra-LEGe™検出器素子をリセットプリアンプと結合して製造されています。 計数率が高いため、このアプリケーションでは集積トランジスターリセットプリアンプ（I-TRP）のみが使用されます。 ディスクリート型素子検出器は、LEGeおよびUltra-LEGe検出器の性能特性、特に短いパルス処理（整形）時間のエネルギー分解能を最大限に活用しています。 これらの検出器は、1/8μs以上の整形時定数で良好に動作します。 Ultra-LEGe検出器は、クライオスタットのウインドウにもよりますが、使用可能なエネルギー範囲の下限を300eV程度まで拡大します。 多数の検出器素子を扱うのが困難であるため、ディスクリート型アレイ検出器は36チャネルに制限されています。

モノリシック型アレイ検出器

ミリオンは現在、高度なフォトリソグラフィー技術を使用して、セグメント化プレーナGe検出器を製造できるようになりました。 この技術は、ゲルマニウムのスライス1枚に複数の素子を形成するピクセル検出器の製造に適しています。 モノリシック型アレイ検出器の充填密度は、ディスクリート型アレイ検出器よりも高くなっています。 充填密度は、検出器のアクティブ領域をアレイで囲まれた総面積で割ったものとして定義されます。 モノリシック型検出器は、素子間にデッドスペースが存在しないため、実質的に充填密度は100％になります。ディスクリート型アレイ検出器の充填密度は、約35～55%の範囲です。 充填密度は、検出領域に対する最適化された立体角と適合が求められる用途において重要な要素になります。