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Quantitative Messungen zum Nachweis ionisierender Strahlung mit ortsauflösenden spektroskopischen Halbleiterdetektoren

Kolloquium der Abteilung 6

Siliziumdetektoren werden heute in einer Vielzahl von wissenschaftlichen Experimenten und industriellen Anwendungen zum Nachweis ionisierender Strahlung eingesetzt. Bei Photonen reicht das Spektrum vom nahen Infrarot über sichtbares Licht, UV Strahlung bis hin zur Röntgen und Gammastrahlung. Auch für den Nachweis von Elektronen, Protonen, Ionen und minimalionisierender Strahlung sind sie geeignet. Ortsauflösende Pixeldetektoren können nicht nur den Ort der eingetroffenen Strahlung genau vermessen, sondern gleichzeitig auch die Energie der einfallenden Strahlung, falls diese vollständig im Silizium als Detektormaterial absorbiert wird.     
Nach einer kurzen Einführung in die Wechselwirkung von Strahlung mit Materie werden zunächst die physikalischen Grenzen der Messgenauigkeit von Ort, Energie und Zeit mit Siliziumdetektoren diskutiert. Anschließend werden moderne Detektorkonzepte vorgestellt, wie sie in Experimenten der Grundlagenforschung und der angewandten Forschung eingesetzt werden. Beispiele hierfür sind Satellitenmissionen aus der Röntgenastronomie, Experimente an Synchrotronstrahlungsquellen und an Freien Elektronen Laser mit Röntgenstrahlung, aber auch der Nachweis von Elektronen in Elektronenmikroskopen.