Detector de desvio de silício - Silicon drift detector
Os detectores de derivação de silício ( SDD s) são detectores de radiação de raios X usados em espectrometria de raios X ( XRF e EDS ) e microscopia eletrônica . Suas principais características em comparação com outros detectores de raios-X são:
- altas taxas de contagem
- resolução de energia comparativamente alta (por exemplo, 125 eV para comprimento de onda Mn Kα)
- Resfriamento peltier
Princípio de trabalho
Como outros detectores de raios-X de estado sólido, os detectores de desvio de silício medem a energia de um fóton que entra pela quantidade de ionização que ele produz no material do detector. Essa ionização variável produz carga variável, que a eletrônica do detector mede para cada fóton que chega. No SDD, esse material é o silício de alta pureza com uma corrente de fuga muito baixa. A alta pureza permite o uso de resfriamento Peltier em vez do nitrogênio líquido tradicional. A principal característica distintiva de um SDD é o campo transversal gerado por uma série de eletrodos em anel que faz com que os portadores de carga "derivem" para um pequeno eletrodo de coleta. O conceito de 'deriva' do SDD (que foi importado da física de partículas) permite taxas de contagem significativamente mais altas, juntamente com uma capacitância muito baixa do detector.
Em designs de detectores mais antigos, o eletrodo de coleta está localizado centralmente com um FET ( transistor de efeito de campo ) externo para converter a corrente em uma tensão e, portanto, representa o primeiro estágio de amplificação. Projetos mais recentes integram o FET diretamente no chip, o que melhora muito a resolução de energia e o rendimento. Isso se deve à redução da capacitância entre o ânodo e o FET, o que reduz o ruído eletrônico.
Outros projetos movem o ânodo e o FET para fora da área irradiada. Isso causa um tempo de resposta um pouco mais longo, o que leva a uma taxa de transferência um pouco menor (750.000 contagens por segundo em vez de 1.000.000). No entanto, devido ao tamanho menor do ânodo, isso leva a melhores resoluções de energia (até 123 eV para comprimento de onda Mn Kα). Combinado com o processamento de sinal melhorado ou adaptado, é possível manter a resolução de energia do detector de desvio de silício em até 100.000 contagens por segundo.