36. EDO Herbsttagung, 4.- 6. September 2006, Wuppertal
 

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36. EDO Herbsttagung,
4. - 6. Oktober 2006, Wuppertal


Aktueller Entwicklungsstand von Röntgendetektoren

Frank Scholze  - Physikalisch- Technische Bundesanstalt, Abbestr. 2-12, 10587 Berlin
 

Mit der Entdeckung der Röntgenstrahlung durch Wilhelm Konrad Röntgen wurde zugleich der erste Detektor gefunden; Röntgen beobachtete Fluoreszenz in Materialien, die von seiner Röhre deutlich separiert waren. Die Entladung von Elektrometern führte auf direktem Wege zur Entwicklung der gasgefüllten Ionisationsdetektoren. Damit waren die Grundlagen für die heute noch verwendeten Detektoren bereits gelegt.

Heute wird das Prinzip der Ionisation im Wesentlichen mit hochreinen Halbleiterkristallen (HPGe, Si(Li)) realisiert. Die direkte Ladungsmessung erfolgt mit rauscharmen Verstärkern. Eine Weiterentwicklung sind Silizium-Drift-Detektoren (SDD), bei denen die in einem großen Volumen primär erzeugte Ladung durch geeignete elektrische Potentiale auf einen sehr kleinen Ausleseknoten geleitet wird. Dies verringert die Auslesekapazität deutlich und erlaubt rauscharme Verstärkung mit wesentlich höherer Bandbreite und bei höheren Leckströmen. Auf dieser Basis erreichen SDD Zählraten im Bereich von 100 000 Pulsen/s, benötigen nur eine einfache Peltier- Kühlung und haben die gleiche Energieauflösung wie Si(Li) Detektoren.

Aufgrund ihrer einfachen Handhabung und guten Nachweiswahrscheinlichkeit werden für EDX am REM seit vielen Jahren Si(Li), neuerdings auch SDD eingesetzt. Der Vortrag erläutert den prinzipiellen Aufbau dieser Detektoren, ihre wesentlichen Vorteile und Nachteile, wichtige Eigenschaften der Nachweiselektronik, die Messung spezifizierter Kennwerte und die Möglichkeiten der Überprüfung im Labor.

Bei Fragen und Anregungen email an edo@electronics.uni-wuppertal.de