Наткнулся на ряд интересных изысканий “ESPECTROMETRIA DE RAIOS X E GAMA DE BAIXA ENERGIA UTILIZANDO FOTODIODOS DE SILÍCIO”, где описывается такой процесс, как теоретическое и практическое построение спектрометра на основе диодов BPW34.
Описываемая идея проста, и интересна: когда фотон прошивает кристалл кремния, в кристале образуются дырки на орбиталях атома кремния.
По разным данным, для образования одной пары электрон-дырка, в кремний надо вкачать от 1.14eV до 3.6eV.
При условии, что если кристалл поглотил всю энергию фотона, что может быть характерно для фотонов очень низких энергий, подсчитав количество инжектированных кристаллом электронов, мы сможем узнать энергию частицы.
Чтобы понять что это не утка, провел расчет и замеры:
За основу для расчета взяты данные из википедий: Закон Ома, Кулон, Фарад, электрон-дырочное образование, таблицы МАГАТЭ.
Для характерного Америцию-241 пику 59keV, получил примерно такой расчет:
Так-же замерил темновые токи фотодиода, получилось около сотни пА, подробнее тут.
Как видно, ток импульса утонет в шумах диодика т.к. 10pA значительно меньше 114pA темнового тока на нагрузке 10М.
Тут можно в принципе применить два подхода:
1 – охлождение детектора до достаточно низких температур, чтобы понизить темновые токи.
2 – Уменьшать резистор ОС.
Охлаждение само по себе черевато рядом проблем, начиная от конденсата, заканчивая энергией/расходом гладогента.
Резистор ОС в свою очередь добавит таких неприятных эффектов как сокращение времени импульса до неудобоваримых величин.
Но чем черт не шутит! стоит попробовать! Попробую прототипировать.
UPD:
Наверное в качестве первых каскадов попробую запилить что-то подобное…