Лабораторная работа №4. Съемка изображения на CCD камеру. Съемка изображения на пленку
Поскольку для образования пары электрон-дырка при комнатной температуре в Si требуется энергия порядка 3.6 эВ, то теоретически 100-кэВ электрон может произвести порядка 28000 электронов. Таким образом, мы получаем максимальное усиление детектора равно по порядку величины 3•104, но на практике существуют потери электронов из-за их поглощения в слое металлического контакта и рекомбинации электронов и дырок в приповерхностных слоях Si (в области, называемой мертвый слой), и мы фактически получаем усиление порядка 2•104.
Такие полупроводниковые детекторы эффективно раюотают на сбор и усиление электронных сигналов. Однако, они имеют большую емкость, поэтому не обладают высокой чувствительностью к быстрым изменениям в интенсивности сигнала. Такие изменения могут происходить во время быстрого процесса сканирования СПЭМ изображений. Иными словами, данные детекторы имеет узкую полосу пропускания (обычно 100 кГц), это не очень хорошее свойство для детектора, который предназначен для детектирования широкого диапазона сигналов. Емкость может быть снижена за счет уменьшения площади детектора, но в этом случае уменьшится отношение сигнал-шум, что в конечном итоге приведет к существенному снижению качества СПЭМ изображений.
Полупроводниковые детекторы имеют ряд преимуществ:
они легки в изготовлении
они дешевы,соответственно их легко заменить
они могут иметь любую форму, главное чтобы они оставались плоскими.
Это последнее преимущество делает их идеальными для размещения в ПЭМ столика для образца и колонны. Например, можно сделать полупроводниковый детектор кольцевой формы, так, что основного пучок электронов будет проходить через отверстие в нем, а рассеянные электроны могут быть эффективно детектированны. Таким образом, мы получаем темнопольный детектор (детектор рассеянных электронов). Можно также изготовить детекторы, которые делятся на две половины или квадранты и каждый сегмент изолирован друг от друга. Эти детекторы очень полезны для различения направленных сигналов, например от магнитных образцов.
Существует также ряд недостатков полупроводниковых детекторов:
