Pixelové polovodičové detektory Medipix/Timepix

Hybridní polohově citlivý polovodičový detektor Medipix2 je unikátní detekční systémem ionizujícího záření (IZ) vyvinutý mezinárodní kolaborací výzkumných týmů, jež zastřešuje Evropské centrum jaderného výzkumu CERN. Tento detektor je sestaven ze dvou částí (viz Obr. 1).

Obr.1: Schéma struktury detektoru Medipix2 sestávajícího z polovodičového senzoru a vyčítacího čipu. Polovodičový senzor (aktivní objem detektoru) je svou spodní rozpixelovanou stranou galvanicky propojen pomocí malých vodivých kuliček ke spodnímu vyčítacímu čipu, kde má každý pixel svoji nezávislou elektroniku provádějící zpracování detekovaného signálu.

První z nich je křemíkový senzor (k dispozici jsou v současnosti i jiné materiály jako např. CdTe, GaAs) o tloušťce v řádu 100 μm, který je ze spodní strany rozdělen na matici 256 x 256 čtvercových buněk o hraně 55 μm. Celková citlivá plocha detektoru má tedy rozměr 14 mm × 14 mm (viz Obr. 2). Senzor je vlastně povrchový p-n přechod (dioda), na který je přivedeno inverzní předpětí. Přiložením tohoto předpětí se v monokrystalu křemíku vytvoří oblast bez prostorového náboje. Tato část polovodiče představuje citlivou oblast detektoru, ve které se po dopadu kvanta ionizujícího záření generuje náboj.

Obr. 2: Přenosný systém pixelového detektoru a USB rozhraním. Po připojení detektoru k počítači je možné jej používat jako on-line digitální kameru ionizujícího záření.