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详解EDXRF荧光光谱仪器探测器

发布时间:2020-10-22 10:03:57         点击:265

       EDXRF荧光光谱仪的探测器大部分是半导体探测器高能量分辨率、宽线性范围、快响应时间、高稳定性和长寿命等特点使其在能量探测领域占据了绝对的主导地位。

       发展至今半导体探测器的类型主要有Si(Li)探测器Ge(Li)探测器、高纯Ge( HPGe)探测器、温差电制冷Si -PIN探测器、Si 漂移( SDD)探测器、Cd(Zn)Te探测器、超导隧道结探测器(STJ)、超导跃变微热量感应器(TES )等。

VIAMP-SDD探测器2

VIAMP-SDD探测器2

       常规Si(Li)探测器和Ge(Li)探测器出现最早工作前必须用液氮制冷,因而限制了其使用范围,通常用于1 ~40 keV低能量范围内的射线探测;温差电制冷型Si(Li)探测器需致冷至-90 °C ,能量分辨率可达158 [email protected] Mn- Ka,但其对计数率的线性影响范围较小。

       高纯Ge探测器能够承受定程度的温升,因此多已取代温升后会损坏的Ge(Li)探测器常用于40keV以上能量的X射线探测。温差电制冷Si-PIN探测器不存在Li漂移问题只需用温差电制冷器冷却到- 20°C ,能量分辨率达145 [email protected] keV 最大计数率低于30 keps,适合探测1.5~30keVX射线。

       SDD探测器基于侧向耗尽原理1983年被E.GattiP.Rehak提出相比于Si(Li)探测器和Si- PIN探测器,SDD探测器的阳极面积极小且电子漂移时间与位置相关因此最佳成型时间更短计数率更高通常大于10* keps ;相比于Si(Li)探测器和Ge探测器它只需要帕尔贴元件进行制冷(制冷温差达50~120 C)通常工作在-60~ -20C,特殊情况下甚至可工作在室温经过不断完善其能量分辨率可达143 [email protected] keV,在许多情况下取代了Si(Li)探测器成为测定中低能量X射线的首选Cd( Zzn)Te探测器采用高原子序数和高密度的化合物体积小、本征探测效率高140 keVγ射线下采用含10%Zn15 nmCdZuTe探测器探测效率可接近100%,可以采用电致冷方式在室温下工作,目前CdTeCdZrTe探测器的能量分辨率分别可达3%@59.5 keV( T=10 C)、1.4% @59.5 keV(T=-37 C),适合探测10~ 500keV宽能量范围的高能光子10

创想edx-6000荧光光谱仪

创想edx-6000荧光光谱仪

       STJ 探测器的分辨率极高,100STJ像素阵列( 100 x 100μun2 )的平均分辨率可达14 [email protected] ( - K (525eV)理论检出限低于1 eV",计数率可达80kcps但需工作在500 mK或更低的温度下。

       TES探测器通常有一个无能隙吸收装置利用吸收X射线后引起超导薄膜温度及电阻下降进而引起电流变化来对光子进行计数,能量分辨率更高,日前可达2 [email protected] keV,3.9 [email protected] keV T121 ,远超过上述用于EDXRF的半导体探测器并有望达0.5~1 eV,但恢复时间很长{约是STJ探测器恢复时间的1000)因此牺牲了计数率(500 cps)且需工作在更低温度下(约70 mK)。EDXRF台式荧光光谱仪的探测器有上述这几种。

 

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