CdTeとは
CdTe半導体の高吸収率について(150keV)
(シンチレーション検出器の発光収率は考慮していない)
半導体検出器は、NaI(Tl)やPETでよく用いられるBGOといったシンチレーション検出器と比べて、放射線→電気信号への変換効率が良く、(1)シンチレーション効率による検出損失が無いため、感度やエネルギー分解能が良いという利点を持っています。さらに、CdTeは半導体検出器としての特長の他にも、原子番号と密度が高いため、(2)放射線吸収率が高く、バンド ギャップエネルギーが比較的大きいため、(3)室温下においても漏れ電流を低減し、良好なエネルギー分解能を得る事が出来るといった特長も兼ね備えています。そのため、低被曝化や冷却装置や光電子増倍管等の光電変換機器が不要な事による装置の小型化を実現する事も可能になりました。
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直接変換型について
| CdTe
(ショットキー) | CdTe
(オーミック) | Cd1-xZnxTe* | Ge | Si |
| 密度 (g/cm3) |
5.85 |
5.85 |
～5.8 |
5.33 |
2.33 |
| 原子番号 |
48,52 |
48,52 |
48,30,52 |
32 |
14 |
| エネルギー分解能 |
<5%@60keV
<4%@122keV |
5～7%@60keV
6%@122keV |
10%@60keV
6%@122keV |
<1%@約100keV ～
0.1%@約1MeV |
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バンドギャップ
エネルギー (eV) |
1.44 |
1.44 |
～1.65 |
0.67 |
1.12 |
電子・正孔対生成
エネルギー (eV) |
4.43 |
4.43 |
～5.0 |
2.96 |
3.62 |
比抵抗室温下
(Ωcm) |
109 |
109 |
109～1011 |
50 |
～104 |
| μe (cm2/V・s) |
1100 |
1100 |
1000 |
3900 |
1400 |
| μh (cm2/V・s) |
100 |
100 |
50～80 |
1900 |
480 |
| τe (s) |
3×10-6 |
3×10-6 |
3×10-6 |
>10-3 |
>10-3 |
| τh (s) |
2×10-6 |
2×10-6 |
10-6 |
1×10-3 |
2×10-3 |
| Remarks |
ダイオード特性により、漏れ電流が低減され、より良好なエネルギー分解能を得る事が出来る |
低いバイアス電圧で動作可能であり、優れた時間安定性を有する |
インゴット内でのZn分布が均一にならないため、電気的特性が均一なウェハを作製する事が困難である |
抵抗率が低いため漏れ電流が大きく、液体窒素やペルチェ 素子を使用して、氷点下までの冷却が必要となる |
100keV超のγ線に対する吸収効率が著しく低い |
*・・・Znの含有率に依る
| NaI(Tl) | CsI(Tl) | BGO |
| 密度 (g/cm3) |
3.67 |
4.51 |
7.13 |
| 実効原子番号 |
51 |
54 |
75 |
| エネルギー分解能 |
10%@150keV |
8%@662keV
|
20%@511keV |
| 発光波長 (nm) |
415 |
565 |
480 |
| 相対シンチレーション効率 |
100% |
45% |
12% |
| 潮解性 |
あり |
僅かにあり |
なし |
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