Modelado de Monte Carlo y diseño de capas de atenuación de energía de fotones para un aumento de >10x en el rendimiento cuántico en detectores de rayos X duros basados en silicio
Autores: Lee, Eldred; Anagnost, Kaitlin M.; Wang, Zhehui; James, Michael R.; Fossum, Eric R.; Liu, Jifeng
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Modelado de Monte Carlo y diseño de capas de atenuación de energía de fotones para un aumento de >10x en el rendimiento cuántico en detectores de rayos X duros basados en silicio
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Rayos X
Detección
Alta energía
Fotón
Eficiencia de conversión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
La detección de fotones de rayos X de alta energía (>20 keV) con un alto rendimiento cuántico, alta resolución espacial y un corto tiempo de respuesta ha sido durante mucho tiempo un área importante de estudio en física. La scintilación es un método prevalente pero limitado de diversas maneras. La detección directa de fotones de rayos X de alta energía ha sido un desafío hasta el día de hoy, principalmente debido a las bajas eficiencias de conversión de fotones a fotoelectrones. Los productos de detección directa de Si de última generación disponibles comercialmente, como el dispositivo de carga acoplada (CCD) de Si, son ineficientes para fotones de >10 keV. Aquí, presentamos resultados y análisis de simulación de Monte Carlo para introducir un concepto de detección de rayos X de alta energía altamente efectivo pero simple, con eficiencias de conversión de fotones a electrones significativamente mejoradas, compuesto por dos capas: una capa de atenuación de energía de fotones de alto Z (PAL) en la parte superior y un detector de Si en la parte inferior. Utilizamos el principio de conversión descendente de energía de fotones, donde las energías de los fotones de rayos X de alta energía se atenuan hasta.
Descripción
La detección de fotones de rayos X de alta energía (>20 keV) con un alto rendimiento cuántico, alta resolución espacial y un corto tiempo de respuesta ha sido durante mucho tiempo un área importante de estudio en física. La scintilación es un método prevalente pero limitado de diversas maneras. La detección directa de fotones de rayos X de alta energía ha sido un desafío hasta el día de hoy, principalmente debido a las bajas eficiencias de conversión de fotones a fotoelectrones. Los productos de detección directa de Si de última generación disponibles comercialmente, como el dispositivo de carga acoplada (CCD) de Si, son ineficientes para fotones de >10 keV. Aquí, presentamos resultados y análisis de simulación de Monte Carlo para introducir un concepto de detección de rayos X de alta energía altamente efectivo pero simple, con eficiencias de conversión de fotones a electrones significativamente mejoradas, compuesto por dos capas: una capa de atenuación de energía de fotones de alto Z (PAL) en la parte superior y un detector de Si en la parte inferior. Utilizamos el principio de conversión descendente de energía de fotones, donde las energías de los fotones de rayos X de alta energía se atenuan hasta.