Détecteur semi conducteur

[lippow]

Salut, je me posais une question

Le fonctionnement d’un détecteur à semi-conducteur se base sur la création d’unezone déplétée dans un dispositif constitué d’une jonction p-n. Pourquoi peut-onpas utiliser un détecteur à semi-conducteur non-polarisé pour obtenir un signalmesurable induit par la radiation ionisante ?

Est-ce que c'est du faite que pour une jonction pn-non polarisée, une simple photon va passé tous les electrons et les " trous" de l'autre donc enfaite on va rien mesuré de correct.. Enfaite j'ai zapper mes connaissances sur les jonction pn- non polarisée.. La zone de déplétion est trop petite ?

Merci d'avance
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[invite07941352]

Bonjour,
La polarisation du matériau semi conducteur fait que les paires électrons trous créees par le rayonnement ionisant
sont respectivement collectées par les pôles positif et négatif , donnant ainsi une impulsion électrique mesurable .

[lippow]

Merci logique.. Quel idiot xD

[LPFR]

Bonjour.
On peut faire un parallèle avec les photodiodes et les cellules solaires. Dans le premier cas la jonction est polarisée fortement en bloquant, ce qui a deux avantages : les paires crées sont séparées rapidement et n’ont pas le temps de se recombiner. De plus, la polarisation inverse augmente l’épaisseur de la zone de déplétion. Dans le deuxième cas, les cellules solaires, le champ qui sépare les paires crées est plus faible et pour avoir une zone de déplétion plus épaisse il faut utiliser du silicium moins dopé.
Les détecteurs de rayonnement à semi-conducteur travaillent comme les photodiodes.
Mais on fabrique aussi le parallèle des cellules solaires avec une jonction qui reçoit des bêta, (ou même des alpha). On appelle ça des générateurs bêtavoltaïque
L’avantage des bêtas est qu’il sont faciles à blinder, et la pile n’est pas radioactive.
Au revoir

[A voir en vidéo sur Futura]

[LPFR]

Re.
Voici un exemple commercialisé de détecteur gamma utilisant une cellule photovoltaïque (en inverse, je crois) comme détecteur.
https://www.amazon.com/Radiation-Det.../dp/B00O2AEQKY
Aucun risque de détrôner un détecteur Geiger.
Pire encore : l’utilisation des diodes des pixels de la camera :
http://hackaday.com/2012/01/15/turn-...eiger-counter/

Avant que Catmandou se fâche : ce ne sont que des gadgets. Pas des instruments de mesure.
A+

[Enthalpy]

On utilise très volontiers une jonction PN sans polarisation extérieure pour détecter la lumière, parce que le courant de fuite dans la jonction est alors nul. On utilise couramment un amplificateur à transimpédance pour cela.

Néanmoins, l'épaisseur de la zone désertée est faible sans polarisation extérieure. On peut l'augmenter en réduisant le dopage, mais il y a des limites fortes dues notamment au dopage résiduel : peu de µm.

Beaucoup de rayons ionisants traversent une grande épaisseur de semiconducteur sans être arrêtés ni déposer beaucoup d'énergie, donc une zone désertée mince serait inefficace. Pour dépléter des mm voire cm, il faut une polarisation extérieure, et même une tension élevée. Il faut aussi un matériau pas trop cher, ce qui fait souvent choisir le germanium nonobstant ses inconvénients.

Peut-être pourrait-on empiler beaucoup de jonctions non polarisées pour atteindre une bonne épaisseur, mais la fabrication demanderait beaucoup d'étapes, et la résistance d'accès aux électrodes serait grande.

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Convertir les rayons beta en électricité dans des photopiles, oui... On l'a fait. Mais très peu de nucléides émettent des betas sans gammas difficiles à arrêter. Exploiter ainsi le ⁹⁰Sr, déchet des réacteurs nucléaires, est très tentant, car il n'émet pas de gammas et son descendant très peu. Toutefois, le freinage des betas dans le semiconducteur produit des gammas, et même à faible énergie, ils demandent de l'épaisseur de blindage. Si on ajoute le besoin de refroidir le radioélément, donc de le scinder en petites unités, le blindage devient très ennuyeux, avec des équivalents de photopiles comme avec des thermocouples.

Donc, on continue à utiliser du ²³⁸Pu dans les générateurs radioisotopiques, même s'il est rare, cher et produit à l'étranger.