Techniklexikon

Ge(Li)-Detektor

Kernphysik, mit Lithium dotierter Halbleiterzähler auf der Basis von p-dotiertem Germanium (Germanium-Detektoren). Ge(Li)-Detektoren können in planarer oder koaxialer Geometrie hergestellt werden. Da die Kompensation durch Lithium auf etwa 20 mm Tiefe begrenzt ist, wird für grossvolumige Zähler die koaxiale Geometrie verwendet. Dazu wird Lithium von der äusseren Oberfläche eines p-leitenden Ge-Zylinders her eindiffundiert, so dass der kompensierte Bereich einen dickwandigen Zylindermantel bildet (true coaxial); es bilden sich, analog wie bei Si(Li)-Detektoren, p-i-n-Strukturen, so dass dickere Sperrschichten erzeugt werden (Abb.). Zusätzlich kann Lithium von der Stirnseite her eindiffundiert werden (closed end coaxial, Abb.). Auf der Oberfläche des kompensierten Kristalls verbleibt ein Lithiumkontakt von 0,5 bis 1 mm Dicke. Wegen der hohen Beweglichkeit von Lithium muss der Zähler bei der Temperatur von flüssigem Stickstoff (78 K) gehalten und in einen Kryostaten eingebaut werden. Verwendung finden diese Detektoren aufgrund ihrer hohen Auflösung in der Gamma- und Elektronenspektroskopie im MeV-Bereich. Zum Nachweis niederenergetischer Gamma- und Röntgen-Strahlung von wenigen keV werden die Detektoren mit einem Eintrittsfenster aus Beryllium versehen und der Lithiumkontakt des Zählers durch einen dünnen Goldkontakt ersetzt.

Ge(Li)-Detektor: a) Closed-End-Geometrie; b) True-Coaxial-Geometrie.