Detektor XR-100SDD

XR-100SDD adalah detektor drift silikon (SDD) yang didinginkan secara termoelektrik, preamplifier, dan sistem pendingin. Suhu komponen dipertahankan pada sekitar -55 ^o C dan dipantau oleh sensor suhu internal. Housing TO-8 yang tertutup rapat memiliki jendela berilium tipis yang kedap cahaya dan vakum yang memungkinkan sinar-X lembut melewatinya.

_____XR100__PX5

Gbr. 1 Detektor pergeseran silikon di XR100 dan PX5.

2____SDD

Gambar 2 Detektor Pergeseran Silikon (SDD)

XR-100SDD dilengkapi teknologi deteksi sinar-X canggih yang sebelumnya hanya tersedia secara komersial dalam sistem berpendingin kriogenik yang mahal.

Resolusi 125eV (lebar penuh pada setengah maksimum) pada energi 5,9keV;
Rasio sinyal terhadap noise tinggi 20.000:1;
Kecepatan penghitungan tinggi - 500.000 pengukuran per detik;
25 mm ² x 500 mikron;
Kolimator multilapis;

Kekurangan nitrogen cair

3__55Fe______SDD

Gambar 3. Spektrum 55Fe yang diperoleh pada detektor pergeseran silikon (SDD)

Informasi umum

Kualitas tinggi detektor ini, ukurannya yang kecil, dan biaya rendah menjadikannya detektor yang ideal untuk aplikasi OEM portabel pada alat analisis benchtop. Silicon Drift Detector (SDD) memungkinkan tingkat penghitungan yang sangat tinggi dengan resolusi energi yang sangat baik. Detektor ini ditempatkan dalam wadah TO-8 seperti detektor lain yang diproduksi oleh Amptek, sehingga sepenuhnya kompatibel dengan semua produk Amptek.

Detektor pergeseran silikon (SDD) adalah jenis fotodioda yang fungsinya mirip dengan fotodioda PIN tetapi memiliki struktur elektroda yang unik. Detektor SDD Amptek ideal untuk spektroskopi sinar-X.

Keuntungan utama detektor SDD adalah kapasitansinya yang jauh lebih rendah daripada dioda konvensional pada area yang sama, sehingga mengurangi tingkat gangguan elektronik. Untuk spektroskopi sinar-X, SDD memiliki resolusi energi yang lebih baik saat beroperasi pada laju hitungan yang jauh lebih tinggi daripada dioda konvensional. SDD menggunakan struktur elektroda khusus yang mengarahkan elektron ke anoda yang sangat kecil dan berkapasitas rendah.

Karakteristik

Umum
Jenis detektor	Detektor Pergeseran Silikon (SDD)
Ukuran detektor	25 ^mm2
Ketebalan silikon	500 µm, (lihat kurva efisiensi)
Kolimator	berlapis-lapis
Resolusi energi pada 5,9 keV ( ⁵⁵ Fe)	125 - 140 eV (lebar setengah maksimum)
Rasio sinyal terhadap latar belakang	20.000:1 (menghitung rasio dari 5,9 keV hingga 1 keV)
Ketebalan kaca berilium	0,5 mil (12,5 µm) atau 0,3 mil (8 µm), (lihat kurva transmisi)
Kolimator	Kolimator multilapis internal (ML).
Preamplifier peka muatan	Preamplifier Amptek Standar
Dapatkan stabilitas	<20ppm/°C
Dimensi keseluruhan XR100SDD	Ukuran 7,6x4,4x2,9cm
Berat XR100SDD	125 gram
Kekuatan total	<2 Minggu
Masa garansi	1 tahun
Kehidupan pelayanan	5 - 10 tahun, tergantung konsumsi
Kondisi kerja	Dari 0°C hingga +50°C
Penyimpanan dan transportasi	Penyimpanan jangka panjang: 10+ tahun di tempat kering Kondisi standar: -20°C - +50°C, kelembaban 10 - 90% tanpa kondensasi
Sertifikasi TUV Sertifikat #: CU 72072412 02 Telah diuji: UL 61010-1:2004 R7 .05 KAN/CSA-C22.2 61010-1: 2004
Parameter masukan
Catu daya pra-penguat	±8 - 9 V pada 15 mA dengan noise puncak-ke-puncak <50 mV
Catu daya detektor	-95 hingga -160 V pada 25 µA
Catu daya pendingin	Arus = maks. 350 mA, tegangan = maks. 3,5 V, dengan noise puncak-ke-puncak < 100 mV Catatan: XR-100SDD dilengkapi sensor suhunya sendiri.
Parameter keluaran
Sensitivitas preamplifier	1 mV/keV (dapat bervariasi untuk detektor yang berbeda)
Polaritas Preamplifier	Sinyal positif (beban maksimum 1 kOhm)
Respons preamplifier	Mengatur ulang
Sensitivitas sensor suhu	PX5/X-123: Pembacaan langsung dalam K melalui perangkat lunak
Peralatan tambahan
X-123SDD	Silicon Drift Detector juga tersedia dalam konfigurasi X-123SDD, yang mencakup detektor, preamplifier, penganalisis pulsa DP5, perangkat MCA, dan catu daya PC5, yang merupakan spektrometer lengkap.
Peralatan vakum	SDD kompatibel dengan semua peralatan vakum Amptek
OEM	SDD kompatibel dengan semua perangkat OEMAmptek

Komentar

Silicon Drift Detector (SDD) memerlukan tegangan tinggi negatif untuk beroperasi dan menghasilkan sinyal preamplifier positif pada output. Hal ini berbeda dengan standar Si-PIN, yang memerlukan tegangan tinggi positif dan menghasilkan sinyal preamplifier negatif pada output.

Preamplifier PX5 dapat menghasilkan sinyal positif dan negatif. Saat PX5 dipasangkan dengan XR 100SDD, ia diatur ke tegangan tinggi negatif. Menggunakan detektor XR100CR Si-PIN dengan PX5 yang diatur ke tegangan tinggi negatif akan menyebabkan kerusakan yang tidak tercakup dalam garansi. Selain itu, saat PX5 dipasangkan dengan XR 100CR Si-PIN, ia diatur ke tegangan tinggi positif. Menggunakan detektor XR100SDD dengan PX5 yang diatur ke tegangan tinggi positif akan menyebabkan kerusakan yang tidak tercakup dalam garansi.

Kinerja untuk berbagai kondisi pengoperasian.

Resolusi maksimum

Resolusi: 125 eV (FWHM) pada 5,9 keV
11,2 µs - waktu puncak
Kecepatan penghitungan - 100.000 pengukuran per detik
Rasio puncak ke latar belakang adalah 20.000:1
Resolusi: 155 eV (FWHM) pada 5,9 keV
0,8 µs - waktu puncak
Kecepatan penghitungan - 500.000 pengukuran per detik

Pengoperasian pada perangkat portabel

Resolusi: 150 eV (lebar penuh pada setengah maksimum) pada 5,9 keV
3,2 µs - waktu puncak
Kecepatan penghitungan - 200.000 pengukuran per detik
Pada suhu detektor 250 K (-24 °C)

Menggunakan kolimator

Sebagian besar detektor Amptek memiliki kolimator internal untuk meningkatkan kualitas spektrum. Bergantung pada jenis detektor, kolimator dapat:

meningkatkan rasio sinyal terhadap noise;
menghilangkan efek tepi;
menghilangkan puncak palsu.

Bekerja dalam ruang hampa

XR-100SDD dapat beroperasi di udara dan vakum pada tekanan hingga 10 ^-8 Torr. Detektor ini tersedia dalam berbagai konfigurasi untuk digunakan dalam berbagai sistem dan instalasi, termasuk ruang vakum.

4__XR-100SDD____

Gbr.4 Modifikasi XR-100SDD untuk bekerja dengan vakum

Informasi sistem dan kinerja tambahan

5______

Gambar 5 Grafik ketergantungan resolusi pada waktu puncak

6____

Gambar 6 Perbandingan grafik ketergantungan resolusi pada waktu puncak/waktu pengendapan untuk detektor Si-PIN dan SDD

7______

Gbr. 7 Grafik resolusi versus laju hitungan untuk waktu puncak yang berbeda. Grafik juga menunjukkan laju hitungan keluaran maksimum.

8_____

Gambar 8 Bandwidth detektor pergeseran silikon

9__4__

Gambar 9 Spektrum 4 juta pengukuran untuk Fe55 yang diperoleh menggunakan detektor SDD

10___

Gambar 10 Grafik ketergantungan resolusi terhadap energi untuk nilai waktu puncak yang berbeda yang diperoleh menggunakan detektor SDD

11______

Gambar 11 Gambar tersebut menggabungkan efek permeabilitas kaca berilium (termasuk lapisan pelindung) dan interaksi dengan detektor SDD. Wilayah energi rendah pada grafik ditentukan oleh ketebalan kaca berilium - 0,3 mil (8 μm) atau 0,5 mil (12,5 μm), sedangkan wilayah energi tinggi dicirikan oleh ketebalan zona aktif detektor SDD.