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Telururo de cadmio y zinc

El telururo de cadmio y zinc (CdZnTe) o CZT es un compuesto de cadmio , zinc y telurio o, más estrictamente hablando, una aleación de telururo de cadmio y telururo de zinc . Es un semiconductor de banda prohibida directa que se utiliza en una variedad de aplicaciones, incluidos detectores de radiación de semiconductores , rejillas fotorrefractivas , moduladores electroópticos , células solares y generación y detección de terahercios . La banda prohibida varía de aproximadamente 1,4 a 2,2 eV , según la composición. [1]

Características

Un sistema de sensor de radiación YanDavos basado en un cristal CZT de 1 cm3 , desplegado en un robot cuadrúpedo Spot de Boston Dynamics para el mapeo de la radiación en la zona de exclusión de Chernóbil
Espectro de rayos gamma Cs-137 obtenido con un espectrómetro de imágenes CZT pixelado M400. La resolución de energía, medida por el ancho completo a la mitad del máximo (FWHM), es mejor que el 1 %.

Los detectores de radiación que utilizan CZT pueden operar en modo de conversión directa (o fotoconductor) a temperatura ambiente, a diferencia de otros materiales (particularmente el germanio ) que requieren enfriamiento. Sus ventajas relativas incluyen alta sensibilidad para rayos X y rayos gamma, debido a los altos números atómicos de Cd y Te, y mejor resolución de energía que los detectores de centelleo . [2] El CZT se puede formar en diferentes formas para diferentes aplicaciones de detección de radiación, y se han desarrollado una variedad de geometrías de electrodos, como rejillas coplanares [3] y detectores de píxeles pequeños , [4] para proporcionar operación unipolar (solo electrones), mejorando así la resolución de energía. Un cristal CZT de 1 cm3 tiene un rango de sensibilidad de 30 keV a 3 MeV con una resolución de energía de 2.5% FWHM a 662 keV. [5] El CZT pixelado con un volumen de 6 cm3 puede alcanzar una resolución de energía FWHM de 0,71 % a 662 keV y realizar imágenes Compton . [6]

Véase también

Referencias

  1. ^ Capper, Peter (1994). Propiedades de los compuestos de cadmio de espacio estrecho . INSPEC. p. 618. ISBN 0-85296-880-9.
  2. ^ Wilson, Matthew David; Cernik, Robert; Chen, Henry; Hansson, Conny; Iniewski, Kris; Jones, Lawrence L.; Seller, Paul; Veale, Matthew C. (2011). "Detector CZT de píxeles pequeños para espectroscopia de rayos X duros". Instrumentos y métodos nucleares en la investigación en física Sección A: Aceleradores, espectrómetros, detectores y equipos asociados . 652 (1): 158–161. Código Bibliográfico :2011NIMPA.652..158W. doi :10.1016/j.nima.2011.01.144.
  3. ^ Luke, PN (1995). "Detección de carga unipolar con electrodos coplanares: aplicación a detectores de semiconductores". IEEE Transactions on Nuclear Science . 42 (4): 207–213. Bibcode :1995ITNS...42..207L. doi :10.1109/23.467848. S2CID  64754800.
  4. ^ Seller, P.; Bell, S.; Cernik, RJ; Christodoulou, C.; Egan, CK; Gaskin, JA; Jacques, S.; Pani, S.; Ramsey, BD; Reid, C.; Sellin, PJ; Scuffham, JW; Speller, RD; Wilson, MD; Veale, MC (2011). "Instrumento de rayos X de alta energía pixelado Cd(Zn)Te". Journal of Instrumentation . 6 (12): C12009. Bibcode :2011JInst...6C2009S. doi :10.1088/1748-0221/6/12/C12009. PMC 3378031 . PMID  22737179. 
  5. ^ Verbelen, Yannick; Martin, Peter G.; Ahmad, Kamran; Kaluvan, Suresh; Scott, Thomas B. (2021). "Plataforma de escaneo gamma miniaturizada de bajo costo para identificación, localización y caracterización de contaminación: un nuevo instrumento en el conjunto de herramientas de desmantelamiento". Sensores . 21 (8): 2884. Bibcode :2021Senso..21.2884V. doi : 10.3390/s21082884 . PMC 8074328 . PMID  33924123. 
  6. ^ Zhang, Feng; Herman, Cedric; He, Zhong; De Geronimo, Gianluigi; Vernon, Emerson; Fried, Jack (2012). "Caracterización del sistema de lectura ASIC H3D y detectores de CdZnTe sensibles a la posición 3D de 6,0 cm³". IEEE Transactions on Nuclear Science . 59 (1): 236. Bibcode :2012ITNS...59..236Z. doi :10.1109/TNS.2011.2175948. S2CID  16381112.

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