Los detectores de deriva de silicio ( SDD ) son detectores de radiación de rayos X utilizados en espectrometría de rayos X ( XRF y EDS ) y microscopía electrónica . Sus principales características en comparación con otros detectores de rayos X son:
- altas tasas de conteo
- resolución de energía comparativamente alta (por ejemplo, 125 eV para longitud de onda de Mn Kα)
- Refrigeración Peltier
Principio de funcionamiento
Al igual que otros detectores de rayos X de estado sólido, los detectores de deriva de silicio miden la energía de un fotón entrante por la cantidad de ionización que produce en el material del detector. Esta ionización variable produce una carga variable, que la electrónica del detector mide para cada fotón entrante. [1] En el SDD, este material es silicio de alta pureza con una corriente de fuga muy baja. La alta pureza permite el uso de refrigeración Peltier en lugar del nitrógeno líquido tradicional. La principal característica distintiva de un SDD es el campo transversal generado por una serie de electrodos de anillo que hace que los portadores de carga se "desvíen" a un pequeño electrodo de colección. El concepto de 'deriva' del SDD (que se importó de la física de partículas) permite tasas de conteo significativamente más altas junto con una capacitancia muy baja del detector.
En los diseños de detectores más antiguos, el electrodo colector está ubicado en el centro con un FET ( transistor de efecto de campo ) externo para convertir la corriente en voltaje y, por lo tanto, representa la primera etapa de amplificación. Los diseños más nuevos integran el FET directamente en el chip, lo que mejora enormemente la resolución y el rendimiento de la energía. Esto se debe a la reducción de la capacitancia entre el ánodo y el FET, lo que reduce el ruido electrónico.
Otros diseños mueven el ánodo y el FET fuera del área irradiada. Esto provoca un tiempo de respuesta ligeramente más largo, lo que conduce a un rendimiento ligeramente menor (750.000 recuentos por segundo en lugar de 1.000.000). Sin embargo, debido al tamaño de ánodo más pequeño, esto conduce a mejores resoluciones de energía (hasta 123 eV para la longitud de onda de Mn Kα). Combinado con un procesamiento de señal mejorado o adaptado, es posible mantener la resolución de energía del detector de deriva de silicio hasta 100.000 cuentas por segundo. [2] [3]