Photodiode

[invite77d8d870]

Bonjour,

Je m'intéresse à l'utilisation d'une photodiode pour la détection de rayonnement ionisant type gamma, beta, alpha.
La photodiode est utilisée dans le domaine du visible c'est à dire une longueur d'onde d'environ 400nm à 1000nm.
Or, quelques détecteurs de radioactivité utilisent les photodiodes alors que nous sommes très loin des longueurs d'onde théoriquement détectables.

Je me pose la question suivante:

- quel est le phénomène physique pour "activer" la zone de gap entre les 2 jonctions N et P alors que la longueur d'onde est d'environ
0,01 nm ?

Merci d'avance
-----

[chrisric]

bonsoir,
plus la longueur d'onde est courte, plus la fréquence est élevée, plus l'énergie du photon est grande. Donc si une diode est capable de
détecter la lumière infrarouge, elle est capable de détecter une onde électromagnétique plus énergétique.
Mais pour ce qui est des rayonnements beta et alpha, ce ne sont pas des ondes électromagnétiques, il faut donc sûrement réaliser une
conversion.

[invite77d8d870]

Bonsoir,

Merci de votre réponse, effectivement plus la longueur d'onde est courte, plus l'énergie d'un photon est importante. Cependant, la zone de gap est définie pour une plage de longueur d'onde. Donc je suis quand même surpris d'une sensibilité suffisante pour de très faibles longueurs d'onde !

[LPFR]

Bonjour.
Le rayonnement X ou gamma peut créer des pairs électron-trou dans la zone de charge d'espace dans la diode. Et créer ainsi un "photocourant".
Les détecteurs X et gamma à état solide existent depuis des décennies.
Le volume sensible d'une une photodiode est ridiculement petit. Il se limite à la zone de charge d'espace. Elle fonctionne dans le visible car la lumière est très vite absorbée (en moins de 1 µm d'épaisseur).
Par contre, la pénétration des X et des gammas est beaucoup plus grande. Donc, la sensibilité doit être ridicule.

Le processus de création des paires électron-trou est le même que pour la lumière: un photon donne de l'énergie à un électron de la bande de valence et le fait monter à la bande de conduction. Mais pour le X et gamma, ça peut être par effet Compton, et le photon reste encore largement énergétique pour créer d'autres paires, ou l'électron peut absorber toute l'énergie du photon. Dans ce cas il a largement assez d'énergie pour créer lui même des milliers d'autres paires.
Notez que pour ce type de processus, ce n'est pas la longueur d'onde qui intéresse mais l'énergie du photon. On n'étudie pas ce processus avec le modèle ondulatoire.
Au revoir.

[A voir en vidéo sur Futura]

[mbochud]

Bonjour,
Pour compléter LPFR la diode est polarisée en inverse (généralement à de fortes tensions). Si par exemple un X est absorbé, cela générera un pulse de courant d'amplitude proportionnelle à l'énergie du X ,donc au nombre de paires crées. Généralement on utilise des préamplis à rampe qui intègre cette charge dans un condensateur.

[invite1bdee564]

Le rayonnement X ou gamma peut créer des pairs électron-trou dans la zone de charge d'espace dans la diode. Et créer ainsi un "photocourant".
Les détecteurs X et gamma à état solide existent depuis des décennies.
Le volume sensible d'une une photodiode est ridiculement petit. Il se limite à la zone de charge d'espace. Elle fonctionne dans le visible car la lumière est très vite absorbée (en moins de 1 µm d'épaisseur).
Par contre, la pénétration des X et des gammas est beaucoup plus grande. Donc, la sensibilité doit être ridicule.

Il est possible de travailler avec des diodes optimisées pour avoir une zone déplétée très grande car réalisées avec des semi-conducteur peu dopés. En appliquant une forte tension inverse on peut augmenter la profondeur de la zone déplétée.

[LPFR]

Il est possible de travailler avec des diodes optimisées pour avoir une zone déplétée très grande car réalisées avec des semi-conducteur peu dopés. En appliquant une forte tension inverse on peut augmenter la profondeur de la zone déplétée.

Bonjour.
Oui. Je suis au courant depuis des décennies.
Et c'est cela que j'ai dit:

...
Les détecteurs X et gamma à état solide existent depuis des décennies.
...

Mais la question ne porte pas sur l'utilisation des diodes pour la détection, mais sur l'utilisation de photodiodes.
Au revoir.

[angel3340]

Bonjour,

Existe t'il une photodiode capable de détecter des photons de 0,01nm?

Merci

[LPFR]

Bonjour,

Existe t'il une photodiode capable de détecter des photons de 0,01nm?

Merci

Bonjour et bienvenu au forum.
Cela fait des photons de 124 keV. Ça tombe dans les rayons X.
Ce ne sera pas une photodiode, mais une diode de détection X.
Oui. Ça existe:
http://en.wikipedia.org/wiki/Semiconductor_detector
Au revoir.