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粒子物理学中的基本粒子探测技术粒子物理学是物理学的重要分支之一，它主要研究各种基本粒子之间的相互作用、性质及其规律。
探测技术是粒子物理学中不可或缺的一个重要部分。
粒子物理学需要借助探测技术收集、测量基本粒子的性质与行为，从而推进粒子物理学的发展和进步。
本文将介绍粒子物理学中的基本粒子探测技术，包括探测器的分类、探测器的组成结构、探测原理及其应用。
一、探测器的分类探测器是粒子物理学中进行探测的主要工具。
探测器按照其原理，可以分为以下几类。
1. 材料探测器材料探测器是利用基本粒子在材料中沉积能量，经过电离过程产生载流子的原理。
最常见的材料探测器就是测量辐射的GM计数器。
同时，用于探测粒子径迹经过的凝胶、液体或气体也属于材料探测器，比如伽马射线探测器、电离室等。
2. 半导体探测器半导体探测器是利用基本粒子在半导体中放电，将芯片内的电子引入电路的原理。
半导体探测器具有极高的分辨率和精度，用于探测高能粒子的径迹和电荷。
一些常见的半导体探测器有硅器件和锗器件。
3. 闪烁体探测器闪烁体探测器是利用反应后产生的光子发出强烈的闪烁光，通过探测器探测光子的原理。
闪烁体探测器广泛用于探测中子、伽马射线、X射线、带电粒子等，如闪烁计数器、正电子探测器等。
4. 气体探测器气体探测器利用基本粒子在气体中产生电离，在电场作用下引起电流变化，从而进行探测的原理。
气体探测器通常用于探测高能粒子，如闪烁室、多丝电晕计数器等。
二、探测器的组成结构探测器是粒子物理学中进行探测的主要工具，其基本组成结构包括探测器外壳、前端电子学、计算机控制系统等。
1. 探测器外壳探测器外壳是指保护探测器内部的外部结构，具有良好的密封、隔绝和抗辐射能力。
不同的探测器具有不同的外壳材料和结构。
2. 前端电子学前端电子学是指探测器信号的处理和放大电路，包括前置放大器、信号形成器、可编程逻辑数组（FPGA）等，用于将探测器探测到的信号进行放大和处理，并输出数字信号。
高能物理的粒子探测技术随着科技的不断发展，高能物理研究在推动人类对宇宙本质的认识方面发挥着重要作用。
而粒子探测技术作为高能物理实验的关键环节，不断创新和改进，为科学家们提供了更准确的数据和重要的信息。
本文将探讨高能物理的粒子探测技术及其重要性。
一、概述高能物理实验室通常采用加速器作为实验装置，用来加速粒子的能量，使其达到极高的速度。
这些高能粒子撞击探测器，然后通过探测器记录和测量粒子的性质和行为。
这些探测器是高能物理研究中最重要的工具之一，其设计和性能直接决定了实验结果的准确性和可靠性。
二、粒子探测器的类型粒子探测器可以分为径迹探测器、电磁探测器和能量测量器等几种类型。
径迹探测器主要用于测量带电粒子的运动轨迹，包括它们的弯曲半径、动量和电荷。
电磁探测器则用于测量带电粒子的电荷、轨道和能量等信息。
而能量测量器则主要用于测量未带电粒子的能量和动量。
这些不同类型的探测器在高能物理实验中相互配合，为科学家提供全面准确的粒子信息。
三、粒子探测器的原理与设计粒子探测器的原理与设计是建立在先进的物理学知识和技术基础之上的。
在径迹探测器中，典型的设计是利用电离、湮灭或闪烁等效应来测量粒子的位置和运动轨迹。
而电磁探测器则通过粒子与探测装置中的物质发生电磁相互作用来测量粒子的能量和方向。
能量测量器则利用粒子与物质发生电离、湮灭或产生电磁辐射等过程来测量粒子的能量。
这些原理的巧妙应用，使得粒子探测器能够准确地记录和测量高能物理实验中的粒子信息。
四、粒子探测器的发展与创新随着高能物理研究的不断深入，粒子探测器也在不断发展和创新。
原始的探测器通常由大量的物质构成，对粒子的测量结果存在一定的误差。
为了减小这种误差，科学家们采用了高分辨率探测器、微细探测器和探测器的堆叠等创新方法。
高分辨率探测器能够更加准确地测量粒子的性质，微细探测器则可以提供更详细的粒子轨迹信息。
而探测器的堆叠则可以增加探测器的灵敏度和能量分辨率，提高实验数据的准确性。
高能物理实验中的粒子探测技术作为一门科学探究自然界本质的学科，高能物理涉及到的粒子探测技术在其中担任着非常重要的角色。
粒子探测技术的发展，推动了高能物理的进步，为我们深入了解自然界的基本物质构成提供了重要手段。
一、粒子探测技术的基础高能物理实验的核心部分就是粒子探测器，其主要功能就是侦测被测粒子的种类、能量、动量等重要物理量信息。
在粒子探测器中，粒子在进入探测器后，将与探测器中的物质进行相互作用，从而转换成电信号。
电信号随后会被放大、处理和记录，从而得到粒子信息。
粒子在探测器中产生相互作用这一物理现象，是粒子探测技术发展的关键。
二、粒子探测器的种类粒子探测器因其用途和原理的不同，被划分为各种不同的类型。
在高能物理实验中，常用的粒子探测器包括闪烁体探测器、半导体探测器、气体探测器等。
1. 闪烁体探测器闪烁体探测器内部的物质，可以响应粒子激发，释放出光子的现象，这些光子经过进一步增幅，在被探测器的光传感器所接受，最终被转化为电信号的形式。
常用的闪烁体探测器材料包括有机闪烁体、无机闪烁体和晶体闪烁体等。
2. 半导体探测器半导体探测器是由高纯度的半导体材料制成，其工作原理是依靠半导体器件的激发效应，在半导体材料中形成电荷对，这些电荷对随后被半导体中的电场所收集，从而得到被测粒子所携带的能量信息。
3. 气体探测器气体探测器是一类力学和电学实现耦合的粒子探测器。
气体探测器的工作原理是依靠被测粒子在气体中离子化、电离和电子对生成等作用，将气体转换成离子、电子、或光子等电信号的形式，再通过电荷放大设备实现电学测量。
常用的气体探测器包括气体隙室、多线比例计数器、微气体比例室和流动比例室等等。
三、粒子探测器的性能指标粒子探测器的性能指标取决于其响应能力、分辨率、探测效率以及器件耐用性等多种要素。
典型的性能指标包括以下几种：1. 响应能力响应能力是指探测器响应粒子能量的灵敏程度。
当粒子击中探测器时，产生的信号随着粒子能量的增加而增加，使得粒子信息可以得到准确测量。
粒子物理学中的粒子探测器与探测技术粒子物理学是研究物质最基本的组成和相互作用的学科领域，而粒子探测器则是实现对粒子物理实验的关键工具。
本文将介绍粒子探测器的种类和工作原理，并探讨探测技术在粒子物理研究中的重要性。
一、粒子探测器的种类粒子探测器根据其用途和结构可以分为多种类型，包括径迹探测器、电离辐射探测器、电磁辐射探测器、强子辐射探测器等。
不同种类的探测器具有不同的特点和适用范围。
1. 径迹探测器径迹探测器用于测量粒子的轨迹。
其基本原理是利用感应器测量粒子在探测器中的相对位置变化。
常见的径迹探测器包括闪烁体探测器和气体探测器等。
2. 电离辐射探测器电离辐射探测器用于测量粒子通过介质产生的电离效应。
当粒子穿过介质时，会与其发生相互作用，使得介质中的原子或分子电离。
通过测量电离效应可以确定粒子的能量和类型。
离子化室和半导体探测器是常用的电离辐射探测器。
3. 电磁辐射探测器电磁辐射探测器主要用于测量粒子的电磁相互作用。
这类探测器可以测量粒子在电磁场中的相对位置和能量损失。
常见的电磁辐射探测器包括闪烁体探测器和电子学器件等。
4. 强子辐射探测器强子辐射探测器用于测量强子相互作用过程中产生的粒子。
因为强子产生的粒子通常较为复杂和多样，所以强子辐射探测器需要具备较高的性能和复杂的结构。
束流中子计数器和块状探测器是常见的强子辐射探测器。
二、探测技术在粒子物理研究中的应用探测技术在粒子物理研究中起着至关重要的作用。
通过精确测量粒子的轨迹、能量和电离等信息，科学家们可以研究粒子的性质和相互作用的规律，进而深入了解物质的基本构成。
1. 粒子的鉴别和鉴定不同类型的粒子在探测器中会产生不同的相互作用和能量损失特征，通过测量这些特征，科学家们可以鉴别并鉴定粒子的类型。
这对于粒子物理实验中的粒子辨识非常重要，因为只有准确鉴别出粒子的类型，才能对实验结果进行正确的解读。
2. 能量和动量的测量粒子的能量和动量是粒子物理研究中的重要参量。
高能物理实验中粒子探测器技术进展摘要：粒子探测器是高能物理实验中不可或缺的重要工具，它们的发展对于我们深入研究粒子物理学领域至关重要。
本文将介绍近年来高能物理实验中粒子探测器技术的一些关键进展，包括探测器的类型、性能指标的提升以及前沿研究的方向。
引言：粒子探测器是研究微观粒子行为的有力工具，广泛应用于高能物理实验、核物理实验以及宇宙学等领域。
随着科学技术的不断进步，探测器的类型不断丰富，性能指标也不断提高。
本文将重点介绍高能物理实验中粒子探测器技术的进展。
一、探测器的类型1. 气体探测器：气体探测器是最早应用于粒子物理学实验的一种探测器。
离子化位移室（Ionization Chamber）和多丝比例计数器（Multi-Wire Proportional Counter）是目前较常见的气体探测器类型。
气体探测器具有较高的探测效率和粒子鉴别能力，广泛应用于粒子物理学实验。
2. 半导体探测器：半导体探测器利用半导体材料的特性，通过电子或空穴的电离产生电流信号。
硅（Si）和锗（Ge）是最常用的半导体材料。
由于半导体探测器具有较高的能量分辨率和较低的阈值，它们广泛应用于高能物理实验，如大型强子对撞机（LHC）等。
3. 电子学探测器：电子学探测器利用电荷耦合器件（CCD）和硅条或像素探测器等技术，将粒子的能量和位置信息转化为电荷信号，并通过电子学装置进行快速读出和处理。
电子学探测器具有高灵敏度、高分辨率、高速度等特点，非常适用于高精度测量。
4. 磁吸附探测器：磁吸附探测器利用磁场对带电粒子的弯曲轨迹进行测量。
磁吸附探测器可精确测量粒子的动量和电荷，被广泛应用于高能物理实验。
二、性能指标的提升1. 空间分辨率：粒子在探测器中的径迹可以提供有关粒子类型和性质的信息。
通过改进探测器的结构和材料，可以提高其空间分辨率。
近年来，采用更细的探测器单元和更高分辨率的读出电子学设备，将探测器的空间分辨率提升到亚毫米水平。
2. 能量分辨率：能量分辨率是评价探测器测量能力的重要指标之一。
粒子物理学中的探测器技术解析粒子物理学是研究物质最基本组成和相互作用的学科，它帮助我们更深入地了解宇宙的起源和本质。
而探测器技术在粒子物理实验中扮演着至关重要的角色。
本文将探讨一些常见的粒子物理探测器技术，并解析其原理和应用。
一、放射性探测器放射性探测器是粒子物理实验中最基本的探测器之一。
它利用放射性物质通过放射性衰变释放的粒子来检测粒子的性质和能量。
常见的放射性探测器有闪烁体探测器和气体探测器。
闪烁体探测器通过闪烁效应来检测粒子。
当粒子经过闪烁体时，其能量会被转化为光子。
闪烁体中的荧光物质会发光，光信号被光电倍增管放大并测量。
闪烁体探测器常用于测量低能量的粒子，如电子和光子等。
气体探测器则利用粒子通过气体介质时引起的电离和电子乘以倍增仪器中的放大器放大。
常见的气体探测器有电离室和比例计数器等。
气体探测器适用于高能量粒子的测量，如带电粒子和中子。
二、追踪探测器追踪探测器用于测量粒子的轨迹，可以帮助研究人员了解粒子的运动规律和相互作用过程。
常见的追踪探测器有闪烁纤维探测器和硅微条探测器。
闪烁纤维探测器是一种利用闪烁纤维管道来探测粒子轨迹的仪器。
当粒子通过闪烁纤维时，闪烁纤维中的荧光物质会被激发产生光信号。
光信号经过光电倍增管增强和测量，可以得到粒子的轨迹信息。
硅微条探测器则是一种利用硅微条来探测粒子轨迹的探测器。
硅微条探测器由许多狭窄而长的硅微条组成。
当粒子经过硅微条时，会在其中产生电荷。
通过测量不同微条上的电荷，可以重建出粒子的运动轨迹。
三、量能探测器量能探测器用于测量粒子的能量。
粒子的能量是粒子物理实验中一项重要的特征之一，它帮助研究人员了解粒子的性质和相互作用。
常见的量能探测器有电离室和色散计数器等。
电离室是一种利用粒子在气体介质中电离引起的电荷来测量粒子能量的仪器。
粒子穿过电离室时，会带走部分气体中的电荷。
通过测量粒子带走的电荷，可以计算出粒子的能量。
色散计数器则是一种利用粒子在介质中的色散效应来测量粒子能量的探测器。
高能物理实验中的粒子探测技术在探索微观世界的奥秘之旅中，高能物理实验扮演着至关重要的角色。
而在这些实验中，粒子探测技术就如同我们的眼睛，帮助科学家们捕捉那些转瞬即逝、极其微小的粒子踪迹，为揭示物质的本质和宇宙的规律提供关键线索。
粒子探测技术的发展可以追溯到上个世纪。
早期的探测手段相对简单，随着科技的不断进步，如今已经变得极为复杂和精密。
这些技术的进步，使得我们对粒子的认识不断深化，也推动了高能物理学的飞速发展。
在高能物理实验中，常用的粒子探测器主要包括径迹探测器、calorimeter（量能器）和闪烁探测器等。
径迹探测器能够记录粒子的运动轨迹，帮助我们确定粒子的电荷、动量等重要信息。
例如，云室就是一种早期的径迹探测器，当带电粒子穿过充满过饱和蒸汽的云室时，会使沿途的气体电离，从而形成可见的径迹。
现代的径迹探测器则更加先进，如硅微条探测器，其具有极高的空间分辨率，可以精确测量粒子的位置。
Calorimeter 则主要用于测量粒子的能量。
它通过吸收粒子的能量并转化为热、电等信号来实现测量。
根据测量原理的不同，calorimeter 又可以分为电磁量能器和强子量能器。
电磁量能器对电子、光子等电磁作用粒子的能量测量较为准确，而强子量能器则擅长测量质子、中子等强子的能量。
闪烁探测器则是利用某些物质在粒子作用下会发出闪烁光的特性来探测粒子。
当粒子进入闪烁体时，会产生闪烁光子，这些光子被光电倍增管收集并转化为电信号。
闪烁探测器具有响应速度快、探测效率高等优点，在许多高能物理实验中都有广泛应用。
为了实现更精确、更高效的粒子探测，多种探测技术往往会组合使用，形成一个复杂而强大的探测系统。
在这个系统中，不同类型的探测器各司其职，相互配合，共同完成对粒子的探测任务。
在粒子探测过程中，数据的获取和处理也是至关重要的环节。
探测器产生的电信号通常非常微弱，需要经过一系列的放大、滤波、数字化等处理过程，才能转化为有用的数据。
高能物理中的粒子探测技术与数据分析高能物理是研究微观世界最基本粒子及其相互作用的学科领域，而粒子探测技术和数据分析是高能物理实验中最为重要的两个环节。
本文将介绍高能物理中常用的粒子探测技术以及相关的数据分析方法。
1. 探测器设计与运行原理1.1 电离室探测器电离室是粒子探测中最早被使用的一种探测器，其原理是利用粒子在气体中的电离作用来测量粒子的能量和轨迹。
电离室可以分为平板电离室和多丝电离室等不同类型，其优点是结构简单、响应速度快，但精度相对较低。
1.2 闪烁体探测器闪烁体探测器利用某些材料在粒子通过时产生的光闪烁来检测粒子的能量和轨迹。
常见的闪烁体包括有机闪烁体和无机闪烁体，其中有机闪烁体具有良好的光输出和较短的上升时间，适用于高精度测量。
1.3 半导体探测器半导体探测器利用半导体材料中的PN结构或P/I/N结构来测量粒子的能量和位置。
其具有很高的能量分辨率和空间分辨率，常用于高精度的粒子轨迹测量。
1.4 固态引发探测器固态引发探测器使用金属引发片和闪光体组成的结构，通过粒子与金属引发片产生的次级电子激发闪光体，进而测量粒子的能量和轨迹。
该探测器对粒子的响应速度较快，适用于高能量的粒子测量。
2. 数据处理与分析方法2.1 事件重建在高能物理实验中，探测器通常产生大量的原始数据，需要通过事件重建算法将这些原始数据转化为物理学可理解的信息。
事件重建包括了粒子的轨迹重建、能量的重建等多个方面，通常使用最小二乘法、卡尔曼滤波等算法进行处理。
2.2 数据筛选与触发由于高能物理实验的原始数据量非常庞大，为了减小数据存储和处理的压力，需要对数据进行筛选和触发。
触发系统将感兴趣的事件首先进行快速筛选，只保留最具有物理意义的事件。
常见的触发算法包括了硬件触发和软件触发。
2.3 数据分析与模拟高能物理实验中，数据分析是为了从实验数据中提取出有意义的物理结果。
常见的数据分析方法包括了数据拟合、事例划分、统计分析等。
高纯锗探测器的调研报告摘要：本文先介绍半导体探测器，介绍半导体探测的分类，再引入高纯锗探测器，介绍了其工作原理及其发展，并对高纯锗探测器进行了展望。
关键词：半导体探测器，高纯锗，探测效率,γ能谱仪0 前言锗存在于煤矿、铁矿及若干银矿、铜矿、锌矿中，从煤和上述矿石冶炼时所得烟道灰回收而得。
锗性质比较稳定，在空气中不被氧化，与水、盐酸、稀硫酸也不反应。
高纯度锗是从高纯度的氧化锗还原，再经区域熔炼提纯而得，最常用在半导体之中；掺有微量特定杂质的锗单晶，用来制造晶体管、整流器等；锗的化合物用于制造荧光板和各种高折光率的玻璃。
半导体探测器是以半导体材料为探测介质的辐射探测器。
最通用的半导体材料是锗和硅，其基本原理与气体电离室相类似，故又称固体电离室。
半导体近测器有能量分辨率高、空间分辨高，时间响应快、线性范围宽等优点。
半导体探测器分为PN结型、锂漂移型、高纯锗、全耗尽型、化合物等类型，而高纯锗探测器可用于测量γ射线和X射线，具有较高的能量分辨、高探测效率和较大的射线能量探测范围，因些在各类物理量测量中应用广泛，高纯锗探测器的关键技术指标包括能量分辨率和探测效率，其中探测效率影响物理测量结果的准确度，因些研究探测效率已经引起人们广泛关注[1]。
以下先介绍半导体探测器，再引出高纯锗探测器。
1 半导体探测器1.1 半导体探测器的发展自从60年代有商品生产的半导体探测器以后,这种探测器得到了迅速的发展,它的工作原理类似于气体电离室,而探测介质是半导体材料,这的主要优点是:(1)电离辐射在半导体介质中产生一对电子空穴对平均所需能时大约为在气体中产生一对离子对所需能量的十公之一,妈同样能量的带电粒子在半导体中产生的离子对数要比在气体中产生的约多一个量级,因而电荷安生的相对统计涨落也就小得多,所以半导体探测器的能量分辨率很高。
(2)带电粒子在半导体中形成的电离密度要比在一个大气压的气体中形成的高,所以当测高能电子或γ光子时半导体探测器的尺寸比气体探测器小得多,因1而可以制成高空间分辨和快时间响应的探测器。
(3)测量电离辐射的能量时，线性范围宽。
半导体探测器的主要缺点是：(1)对辐射损伤较灵敏,受强辐照后性能变差。
(2)常用的锗探测器,需要在低温条件下工作,甚至要求在低温下保存,使用不便。
半导体探测器广泛应用于各个领域的射线能谱测量。
近年来又受到高能物理工作者的重视，在高位置分辨的粒子径迹探测器方面有了突破性的进展。
半导体的PN结在反向压下，探测器内能形成一个电场强度很高的耗尽层，即探测器的灵敏区。
当入射粒子进入耗尽层内会产生电子空穴对。
如同电离室的情况一样，这些电子、空穴能在耗尽层内强电场作用下被收集。
可是，由于半导体材料的纯度不高，用这样的材料制成的探测器，所能得到的耗尽比较窄。
这样窄的耗尽层就限制了它只能用来测量能量低，或者射程短的入射粒子。
为了扩大耗尽层的厚度，就必须要生到纯度高、电阴率大的单晶。
但是，要得到这样高纯的材料是比较困难的。
为了解决测量能量较高、射程较长的粒子，在1960年皮乐提出了用锂漂移补偿P型硅材料的办法，制成了锂漂移硅探测器，简称硅探测器。
这种探测器的耗尽层的厚度可超过5毫米。
这就为测量能量较高的带电粒子、β射线和X射线提供了可能。
从而也大地推进了半导体探测器的发展和应用。
但是，用这样的探测器来测量能量较高的γ射线仍是很困难的。
这此，1962年旨雷克又将锂漂移技术应用到比硅原子序数高的锗材料中去，并成功地制成了钽漂移锗半导体探测器。
大约用了二三年的时间，就研制成了平面型锂漂移锗探测器。
为了进一步提高锂漂移锗探测器的灵敏体积，1965年又研制成功了大体积的同轴型的锗探测器。
使锗探测器的灵敏度很快就达到，并超过了50立方厘米。
同轴型锗探测器的研制成功，再加之使用了声效应晶体管做成的前置放大器，降低了电子学仪器的噪音。
使得锗探测器用于测量γ射线，取得了很高的能量分辨率。
这个结果很重要，它使测量γ射线的精确度提高了很多，从而解决了过去无法进行的一些测量。
锗探测器的发展不仅推动了γ能谱学的发展，而且对低噪音、高稳定的电子学测试仪器以及测量数据用的多道脉冲分析器等方面，也起了很大的推动作用。
与些同时，硅探测器也取得了很大的进展。
有人将硅探测器和场效应晶体管配合，并一起置于低温下，同时，还采用了光电反馈技术来恢复探测器中的积累电荷，使得硅X射线荧光公析谱仪表有能量分辨率高、测量准确、稳定性好等优点。
目前已在许多领域中得到了广泛的应用，并且越来越受到人重视。
随着半导休工艺的不断改进，1970年左右又试制成功了纯度极高的锗材料。
用这种高纯度的锗材料做成的高纯锗半导体探测器，在测量γ能谱时，可以得到与锗（锂）探测同样好的测试结果。
2在高纯硅方面，近年来也取得了很大的进展。
此外，根据各种测试的不同需要，还先后研制成功了硅全耗尽型探测器、硅位置灵敏探测器、硅电流型探测器以及采用离子注入技术等方面都取得了很多成果。
可是，锗和硅元素半导体探测器，虽然有其独特的优点，但也有不足之处。
不论是硅（锂）探测器，还是锗（锂）探测器，它们都必须置于液氮温度下工作，这给使用带来了很大的不便。
为些，人们又探索着去寻找和研究新的半导体材料，期望着能研制出一种不需要冷却、漏电流小、能量分辨高、便于在室温下使用的半导体探测器。
化合物半导体探测器的研制，就是为了解决这些问题而开展的。
因此，作为化合物半导体所用的材料，就希望具备这样一些条件：原子序数高、材料的完整性、便于在室温或高于室温下工作等。
近年来，在休合物半导休的研制方面开展了许多工作。
其中取得一些进展的有：碲化镉、碘化汞、砷化镓等。
并在在某些方面已得到了初步的应用。
但是，它胶距离真正使用阶段，还相距甚远。
目前，经过理论公析认为有希望的材料还有：碲化铝、碲化锌、磷化铟等化合物。
当然，它们是否能达到预期限的目的，还有待实验结果来证实。
因些，汉前就整个化合物半导体探测器的工作来说，仍处在实验室的研制阶段，还有不少问题尚待解决。
1.2 半导体探测器的分类从制作方法分可以有PN结型探测器、锂漂移探测器、全耗尽型探测器；按材料分类可有高纯锗探测器和化合物半导体探测器[2]。
1.2.1PN结天半导体探测器PN结半导体探测器的灵敏区就是加反向偏压的PN结，它具有良好的能量线性、高的能量分辨率和时间分辨本领好等优点，在α及其他重带电粒子能谱测量方面有重要作用；它还可以做d E/dx探测器；可以制成半导体夹层谱仪；而且在剂量方面也有重要的应用。
PN结半导体探测器可分为扩展型、面垒型和离子注入型等。
这几种探测器的基本原理是一致的，但制作方法和工艺不同，各有各的特点。
1.2.2 锂漂移型半导体探测器为了探测穿透能力较强的γ射线，要求探测器有更大的灵敏区。
这种效果通常是使锂漂移进入P型半导体材料,进行补偿而获得。
由于锗比硅对γ射线有更高的探测效率，故一般采用锗（锂）漂移探测器。
这种探测器的灵敏体积可大于200厘米3。
但是,由于其死层较厚，故在探测较低能量的X射线时,往往采用硅（锂）漂移探测器。
锂漂移型探测器的另一个特点，是当它被用来探测X及γ射线时必须保持在低温(77K)和真空中工作。
1.2.3 高纯锗半导体探测器随着锗半导体材料提纯技术的进展，已可直接用超纯锗材料制备辐射探测34器。
它具有工艺简单、制造周期短和可在室温下保存等优点。
用超纯锗材料还便于制成X 、γ射线探测器,既可做成很大灵敏体积，又有很薄的死层,可同时用来探测X 和γ射线。
高纯锗探测器发展很快，有逐渐取代锗（锂）探测器的趋势。
1.2.4全耗尽型半导体探测器全耗尽型半导体探测器是一种特殊的PN 结型探测器，其P 和N 层减至最薄，使硅材料中不存在未耗尽部分，选用电阻率大的材料和适当高的工作电压，可以使耗尽层扩展到探测器整个厚度。
主要用于粒子鉴别，粒子穿过它是损失能量，与粒子入射能量和种类有关，测量ΔE 即可确定粒子种类。
故又叫ΔE 探测器。
探测器厚度与所要探测的粒子能量和种类有关。
探测 >1MeV 的电子，厚度为100～200μm ；探测质子和重粒子，厚度很薄 ～十几μm ；面垒型 4 μm 。
因非耗尽层可忽略，结电容是常数，所以其输出幅度稳定，上升时间快，一般为十几ns ，好的可小到2ns 。
可以用于飞行时间测量和其他要求快的地方。
2 高纯锗半导体探测器利用纯度很高的锗制成PN 结，耗尽层随反向偏压的增加而增厚。
当偏压很高时，整块晶体都成了耗尽层。
有平面型，或具有环状深沟的槽型结构，也可是同轴型。
优点：易制备成大灵敏体积的探测器，可在室温下储存，在高低温下(170K)工作，性能仍很好。
它的能量分辨率和对γ射线的探测效率与Ge(Li)探测器相同[3]。
由半导体探测器的发展可知，超纯锗材料还便于制成X 、γ射线探测器,既可做成很大灵敏体积，又有很薄的死层,可同时用来探测X 和γ射线。
高纯锗探测器发展很快，有逐渐取代锗（锂）探测器的趋势。
高纯锗探测器的制备工艺很简单，只需在探测器的两个面上分别做上电极即可。
这要比锗（锂）探测器的制备工艺方便多了。
通常，制备一块锂漂移锗探测器，一般需要1-2个月甚至更长才能完成，而高纯锗探测器公需要1-2天可完。
同时，高纯锗探测器由于不需要进行锂漂移，所以不存在锂的沉淀问题。
因些平时可保存在室温下。
这对使用都来说，也提供了很大的方便。
2.1 高纯锗探测器的工作原理高纯锗探测器用纯度高的锗单晶制成的半导体探测器，能量分辨率高，最常于X，γ射线的能谱测量。
具有PIN结构，加反向偏压后，在本征区I开成电场。
当光子射入探测器时，与灵敏体积中的物质作用，产生载流子。
载流子被P、N电极收集（所收集的电荷与入射光子沉积于探测器中的能量成正比），经电荷灵敏放大器转换成电压信号输出，用以测定粒子能量。
为减少载流子的热生成，通常采用液氮温度冷却。
按结构分为平面锗探测器、低能锗探测器、同轴锗探测器、倒置电极锗探测器、井型探测器等。
一般地，γ辐射探测器基于γ射线与探测器灵敏体积内介质的相互作用，即通过光电效应，康普顿效应和电子对效应等作用机制而损失能量，这此能量可在锗晶体中产生空穴-电子对，在外加反向偏听偏压所形成的电场下，空穴对定向运动，使得所产生的电荷聚集，形成探测器输出端的基本电信号，用于电子学线路记录、外理与分析，高纯锗探测器可看成一个在反向偏压下工作的巨大晶体二极管。
由单个事件所产生的信号脉冲Array与其处接电路的输入特效电容相连，R为前置，负载电阻两端的脉冲信号V（t）的上升前沿取决于探测器的电荷收集时间t，对于同轴型高纯锗探测器，电荷收集时间在液氮温度下为r*10-8 量级，r为晶体外径，脉冲信号后沿取决于外电路的RC常数，一般RC远大于t[4，5]。
2.2 高纯锗探测器的应用与Ge（Li）探测器相同，HpGe探测器主要应用于γ射线的能谱测量，可以说，凡量应用Ge（Li）探测器的领域均可用HpGe探测器。
