Синхротронное излучение в диагностике наносистем презентация

интенсивностирентгеновских лучей. Принцип детектирования основан на поглощении рентгеновского фотона в чувствительном материале детектора и пребразовании поглощенной энергии в сигнал или изображение.
Методы регистрации: фотографические и электронные.
Классификация электронных детекторов:
По принципу работы: радиолюминесцентные (в т.ч. сцинтилляционные) и ионизационные: газонаполненные и твердотельные.
По виду выходных сигналов: дискретные – на выходе последовательность импульсов от отдельных частиц, аналоговые – регистрируется поток частиц.
По геометрии регистрации – точечные, позиционно чувствительные.
Для мониторинга пучков используются аналоговые детекторы (газоразрядные ионизационные камеры), для спектрометров – импульсные пропорциональные.

в объем детектора. Определяется как отношение числа частиц попавших в детектор к числу зарегистрированных частиц. Эту величину еще называют эффективностью поглощения или квантовой эффективностью детектора. Она является средней мерой эффективности и шумовых характеристик детектора и определяется формулой
DQE=(S0/N0)2/(Si/Ni)2, S – величина полезного сигнала, N – шума, 0, i – вход и выход детектора. Уменьшение DQE является показателем эффективности детектора из-за отношения сигнал/шум.
Идеальный детектор не должен вносить шум в измерения, т.е. DQE = 1, для реальных эта величина <1.
Временное разрешение – минимальный промежуток времени между прохождением двух частиц через детектор, когда они будут зарегистрированы как два отдельных события, т.е. когда их сигналы не накладываются и детектор может работать в режиме счета отдельных квантов.
Мертвое время – время за которое детектор, зарегистрировавший частицу вернется в исходное состояние и будет готовым для регистрации следующей частицы. Частицы, прошедшие через детектор за это время не регистрируются, независимо от того, поглотились они или нет. Связано с процессами релаксации и рекомбинации в конверторе после поглощения фотона.
Пропорциональность – характеризует пропорциональность между полезным электрическим импульсом и энергией фотона, который вызвал этот импульс. Этот параметр тесно связан с мертвым временем и энергетическим разрешением детектора.

может быть зарегистрировано по сравнению с собственным шумом детектора. Определяется как отношение элементарного приращения тока к соответствующему приращению плотности потока излучения в месте расположения детектора.
Динамический диапазон – определяет наименьшую и максимальную интенсивности, которые может зарегистрировать детектор. Наименьшая интенсивность определяется собственным шумом, источники: космическое излучение, радиоактивное загрязнение, шумы в электрических цепях детектора. Максимальная интенсивность определяется мертвым временем.
Спектральная (энергетическая или амплитудная) разрешающая способность – минимальная разница в энергии двух фотонов, которую детектор может различить. ∆Е/E при измерении монохроматического излучения.
Пространственное разрешение (для координатных детекторов) – точность с которой детектор может определить пространственные координаты фотона.
Временная стабильность – параметр, определяющий точность структурного и спектрального анализов. Требования высоки – не более процента погрешность определения интенсивности рефлексов
Радиационная стойкость – напрямую влияет на стабильность, радиационные повреждения снижают чувствительность детектора.

Основные характеристики рентгеновских детекторов (продолжение)

пропорциональности с газовым усилением (область работы пропорционального счетчика),
III – область неполной пропорциональности,
IV – область равных импульсов (область работы счетчиков Гейгера),
V – область непрерывного разряда.
1 и 2 – кривые для излучения с разной энергией.

Зависимость амплитуды импульса тока в газоразрядном счетчике от приложенного напряжения.

Газоразрядные детекторы: счетчик Гейгера, пропорциональный счетчик
и ионизационная камера.

газоразрядный детектор

газоразрядного детектора: отсутствие темновой проводимости, высокая эффективность преобразования энергии ионизирующего излучения в пары носителей заряда, время жизни неравновесных зарядов и их подвижности в материале детектора должны быть достаточны для их сбора на электроде, отсутствие примесных центов, приводящих к захвату носителей заряда, образующихся при ионизации.

+. высокая подвижность носителей заряда обеспечивает быстрый сбор электронов (10-8-10-9) и следовательно высокое временное разрешение. Идеальная пропорциональность сигнала. нечувствительность к внешним магнитным полям. Высокое энергетическое разрешение.
-. нет внутреннего механизма усиления, импульсы слабые, необходимо внешнее усиление. Высокий собственный шум.