[发明专利]伽马射线检测器和检测伽马射线的方法

说明书

技术领域

各种实施例一般地涉及伽马射线检测器。特别地，各种实施例涉及半导体伽马射线检测器。

背景技术

一个人可能遭遇放射性辐射（也称为核辐射），例如由核动力反应堆或由被用于医疗应用的系统（例如加速器）或材料发射的人造核辐射。此外，在某些材料中可发生自然放射性辐射。该材料可经历可导致其辐射能级提高的浓缩过程。尽管如此，在日用产品中可使用此类材料，例如在工业或建筑中，在那里，其可在没有诸如被配置成屏蔽辐射的墙壁之类的保护性措施的情况下使用。

此外，然而如果他或她具有任由他或她处置的用于放射性辐射的传感器的话，与描述的放射性辐射源具有未知接触的某个人还可能感觉更加安全。

随着核辐射或发射核辐射的系统的应用和/或辐射意识增加，对检测此类放射性辐射的便携式传感器的要求也可增加。为了使得许多上述群组的潜在用户能够买得起和使用此类辐射传感器，可能期望简单的结构、小尺寸、简单的使用和/或低价格。例如可将此类辐射传感器配置成检测伽马辐射。伽马辐射也可称为伽马射线、伽马光子或伽马量子。在本申请的上下文中，术语“伽马辐射”（及其同义词）可指的是具有在约40keV以上的量子能的电磁辐射。

通常，可以借助于气态电离检测器来检测伽马辐射，比如例如Geiger-Müller管。此类气态电离检测器可要求用于检测伽马辐射的相对大的体积，使得小型化可能是困难的。

替换地，传统伽马射线检测器可将半导体材料用于伽马光子的直接检测。然而，相互作用概率（即伽马光子将例如借助于光电效应、康普顿散射或电子对产生（pairproduction）与半导体材料相互作用的概率）可能是非常低的，至少与用于带电粒子的相互作用概率相比并且还与具有较低能量的电磁辐射（例如可见光波长范围中的电磁辐射）相比如此。因此可主要将硅检测器用于贝它（beta）衰变的检测，其可导致电子的释放。作为带电粒子的此类贝它衰变电子在硅检测器中可具有几乎100%的检测概率。然而，用于伽马光子的检测概率在硅检测器中将更低得多。为了增加用于伽马光子的检测概率，可使用具有较高原子序数的半导体作为检测器材料。例如，可使用锗（具有32的原子序数，与用于硅的14相反）。然而，为了可接受的检测概率，仍可要求大体积的锗（或者更一般地，半导体），这再次地使小型化困难。此外，锗是非常昂贵的。

发明内容

在各种实施例中，提供了一种伽马射线检测器。伽马射线检测器可以包括转换器元件，其被配置成当伽马射线至少部分地移动通过转换器元件时释放电子。该伽马射线检测器还可包括半导体检测器，其被布置成接收电子并被配置成当电子至少部分地移动通过半导体检测器时产生信号；放大器电路，其被耦合到半导体检测器并被配置成将由半导体检测器产生的信号放大；以及屏蔽，其基本上完全地围绕半导体检测器和放大器电路。在伽马射线检测器中，转换器元件可形成屏蔽的至少一部分。

附图说明

在图中，遍及不同的视图，相似的参考字符通常指的是相同的部分。附图不一定按比例，通常作为替代而将重点放在图示出本发明的原理上。在以下描述中，参考以下各图来描述本发明的各种实施例，在所述附图中：

图1A和1B示出了根据各种实施例的伽马射线检测器的示意性截面；

图2A示出了根据各种实施例的伽马射线检测器的半导体检测器的示意性截面；

图2B示出了根据各种实施例的用于伽马射线检测器的等效电路图；以及

图2C示出了根据各种实施例的用于可在伽马射线检测器中使用的放大器电路的示例。

图3A至图3D示出了根据各种实施例的伽马射线检测器的截面图；

图4提供了用根据各种实施例的伽马射线检测器和比较伽马射线检测器获得的实验结果的表格。

图5示出了根据各种实施例的伽马射线检测器的透视图；以及

图6示出了根据各种实施例的形成伽马射线检测器的方法。

具体实施方式

以下详细描述参考附图，其以图示的方式示出了其中可实施本发明的特定细节和实施例。

词语“示例性”在本文中用来意指“充当示例、实例或图示”。在本文中描述为“示例性”的任何实施例或设计不一定要解释为相比于其它实施例或设计而言是优选或有利的。