Heidelberg 2006 – wissenschaftliches Programm

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ST: Strahlen- und Medizinphysik

ST 2: Röntgenstrahlen-Erzeugung und Detektion I

ST 2.6: Vortrag

Montag, 13. März 2006, 15:50–16:00, D

Simulation der Diffusion und des Signalverhaltens in pixelierten Halbleiter-Röntgen-Detektoren — •Björn Kreisler, Gisela Anton, Jürgen Durst, Thilo Michel und Michaela Mitschke — Physikalisches Institut 4, Erwin-Rommel-Straße 1, 91058 Erlangen

Einfallende Röntgenquanten erzeugen eine Verteilung von freien Ladungsträgern im Halbleiter-Detektormaterial. Diese Ladungsverteilung driftet bei angelegter Spannung dem elektrischen Feld entsprechend zu den Elektroden, wobei die Bewegung von einer isotropen Diffusion überlagert wird. Bei dem heute üblichen Aufbau der Detektoren mit geringen Pixelgrößen und dicker Sensorschicht ist diese Diffusion maßgeblich für das Auflösungsvermögen verantwortlich, da sich die Ladungsverteilung über Pixelgrenzen hinweg ausdehnen kann (Charge Sharing). Die Strompulse, welche an den Pixel-Elektroden des Detektors gemessen werden, sind stark durch den Effekt der Induktion von Ladungen bestimmt. Das zeitliche Verhalten dieser induzierten Signale kann mit Hilfe von Wichtungspotentialen berechnet werden.

In diesem Vortrag werden die Ergebnisse zeitabhängiger Simulationen der Bewegung der Ladungsverteilung und der auf den Pixel-Elektroden induzierten Strompulse vorgestellt. Die Simulationsrechnungen wurden mit dem kommerziell verfügbaren Finite-Elemente Programm Comsol durchgeführt und können an beliebige Detektormaterialien und -geometrien angepasst werden.