半導體輻射探測器英文解釋翻譯、半導體輻射探測器的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【電】 semiconductor radiation detector

分詞翻譯：

半導體的英語翻譯：

semiconductor
【計】 quasi-conductor; SC
【化】 semiconductor
【醫】 semiconductor

輻射探測器的英語翻譯：

【化】 radiation detector

專業解析

半導體輻射探測器（Semiconductor Radiation Detector）是一種利用半導體材料特性檢測電離輻射的精密儀器設備。該裝置通過半導體介質（如矽、鍺或碲化镉）的電離效應，将入射粒子的能量轉化為可測量的電信號。

從工作原理分析，其核心結構包含PN結半導體元件。當高能粒子（α、β、γ射線或X射線）穿透半導體材料時，會産生電子-空穴對。在反向偏置電壓作用下，載流子被電極收集形成電流脈沖，脈沖幅度與入射粒子能量呈正相關，這種特性使其具備能量分辨能力。

該設備在核物理研究領域可實現10-20 keV的能量分辨率，優于傳統閃爍計數器。醫學成像應用中，碲鋅镉（CZT）探測器因其室溫工作特性，已廣泛應用于CT掃描儀的X射線能譜成像系統。美國國家标準與技術研究院（NIST）的測試數據顯示，現代矽漂移探測器對55Fe源的特征X射線（5.9 keV）分辨率可達130 eV。

相較于氣體電離室，半導體探測器具有三大優勢：1）更高的阻止本領，矽材料對1 MeV光子的線性衰減系數達2.6 cm²/g；2）更快的響應速度，載流子遷移率可達1350 cm²/(V·s)；3）更緊湊的物理尺寸，典型探測單元厚度僅300-500 μm。這些特性使其在輻射監測、國土安全篩查和空間探測任務中發揮關鍵作用。

網絡擴展解釋

半導體輻射探測器是一種利用半導體材料探測核輻射或高能粒子的設備，其核心原理基于電離效應和載流子收集。以下從多個維度進行詳細解釋：

1.基本原理

當帶電粒子或射線進入半導體材料（如矽、鍺）時，會與材料原子相互作用，通過電離産生電子-空穴對。在外部電場作用下，這些載流子分别向兩極漂移，形成電信號。信號強度與入射粒子的能量成正比，因此可通過測量電信號推算粒子能量。
關鍵公式：産生電子-空穴對的平均能量約為3-4 eV（矽材料），遠低于氣體探測器的30 eV，因此具有更高的能量分辨率。

2.核心材料與類型

常用材料：
- 矽（Si）和鍺（Ge）：最廣泛使用的材料，需高純度以滿足電阻率和載流子壽命要求。
- 寬禁帶材料：如金剛石、碳化矽（SiC），具有耐高溫、抗輻照特性，適用于極端環境。
主要類型：
- PN結型：通過耗盡層形成靈敏區，適用于α、β粒子探測。
- 锂漂移型（Si(Li)、Ge(Li)）：擴展靈敏區厚度，用于X/γ射線探測。
- 高純鍺探測器（HPGe）：無需液氮冷卻，適用于核素分析。

3.優勢與局限性

優點：
- 高能量分辨率：可區分能量相近的粒子。
- 快速響應：響應時間短，適合高計數率場景。
- 緊湊結構：體積小，易于集成。
挑戰：
- 材料要求苛刻：需高純度、低缺陷晶體，制備成本高。
- 溫度敏感：部分材料需低溫環境（如液氮冷卻）以減少噪聲。

4.應用領域

基礎科研：用于高能物理實驗（如粒子對撞機）和核反應研究。
工業與醫療：X射線成像（安檢、CT掃描）、放射性物質檢測。
環境監測：核電站輻射監測、空間輻射探測（衛星搭載）。

5.發展動态

寬禁帶半導體：近年研究熱點，如氮化镓（GaN）和金剛石探測器，可耐受300℃以上高溫和強輻射環境。
集成化趨勢：結合CMOS技術開發像素化探測器，提升空間分辨能力。

如需更深入的原理或具體案例，可參考核探測領域的專業文獻（如提到的2025年研讨會）或教材（如、6的PPT内容）。