超高性能矽漂移探測器

產品概述

傳統的 SDD 在密封的 TO-8 封裝內使用了一個接面場效電晶體（JFET）以及一個外部前置放大器，而 FAST SDD 在 TO-8 封裝內使用了一個互補式金屬氧化物半導體（CMOS）前置放大器，並用金屬氧化物半導體場效電晶體（MOSFET）取代了 JFET。 這顯著降低了電容，提供了更低的串聯雜訊，並提高了短峰值時間時的解析度。 FAST SDD® 使用了相同的探測器，但帶有前置放大器，可在較短的峰值時間時提供更低的雜訊。 改善後的（更低）解析度可分離具有相近能量值以及峰可能重疊的螢光 X 射線，從而使用戶能夠更好地識別樣品中的所有元素。 較短的峰值時間也可顯著提高計數率; 更多計數可提供更好的統計數據。

產品特點

• 25 mm² 有效面積准直至 17 mm²
  • 也有 70 mm² 准直至 50 mm²
• 5.9 keV 時 122 eV FWHM 解析度
• 計數率 > 1,000,000 CPS
• 高峰背比 – 26,000/1
• 前置放大器輸出上升時間 <35>i>
• 視窗：Be（0.5 密耳）12.5 μm 或專利 C 系列 （Si3N4）
• 硬輻射
• 探測器厚度 500 μm
• TO-8 封裝
• 冷卻 ΔT>85 K
• 多層準直器

真正的尖端技術

• 雜訊更低 → 改善後的解析度低至 122 eV FWHM
• 洩漏電流更低 → 工作溫度更高（延長電池壽命）
• 電荷收集更好 → 光峰形狀更好（無拖尾）
• 品質 → 探測器具有一致的性能，更容易校準

應用

• 超快速臺式和手持式 XRF 分析儀
• 作為 EDS 系統的一部分，在 SEM 中掃描/繪製樣品譜圖
• 在線流程控制
• X 射線分揀機
• 太空和天文應用
• OEM

該圖顯示了太空站上 NICER X 射線定時儀器的 96 個 Amptek FAST SDD®，其中 C2 視窗在安裝遮光罩之前
安裝在焦平面上。 鳴謝： NASA/Keith Gendreau

Overview

Unlike our conventional SDDs which use a junction gate field-effect transistor (JFET) inside the hermetically sealed TO-8 package, along with an external preamplifier, the FAST SDD uses a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) preamplifier inside the TO-8 package, and replaces the JFET with a metal-oxide-semiconductor field-effect transistor (MOSFET).  This significantly reduces capacitance, providing much lower series noise and yielding improved resolution at very short peaking times.  The FAST SDD® uses the same detector but with a preamplifier giving lower noise at short peaking times. Improved (lower) resolution enables isolation/separation of fluorescent X-rays with close energy values where peaks would otherwise overlap, permitting users better identification all of the elements in their sample(s).  Short peaking times also yield significant improvements in count rates; more counts provide better statistics.

Features

• Different detector sizes are also available.
  • 25 mm² active area collimated to 17 mm²
  • 70 mm² active area collimated to 50 mm²  
• Resolution of 122 eV FWHM at 5.9 keV
• Count rates > 1,000,000 CPS
• High peak-to-background ratio – 26,000/1
• Windows: Be (0.5 mil) 12.5 µm, Be (0.3 mil) 8 µm, or Patented C-Series (Si3N4)
• Radiation hard
• Detector thicknesses
  • 500 µm
  • 1000 um now available 
• Preamplifier Output Rise Time
  • <35 ns for 500um thick detector
  • <60 ns for 1000um thick detector
• TO-8 Package
• Cooling ΔT>85 K
• Internal Multilayer Collimator

The True State-Of-The-Art

• Lower noise → Better resolution down to 122 eV FWHM
• Lower leakage current → Higher temperature operation (save battery life)
• Better charge collection → Better photopeak shape (no tailing)
• Quality → Detectors have consistent performance allowing for easier calibrations
   

Applications

• Ultra-fast benchtop and handheld XRF analyzers
• Scanning/mapping of samples in an SEM as part of an EDS system
• On-line process control
• X-Ray Sorting Machines
• Space and Astronomy
• OEM

A view of the NICER X-ray Timing Instrument on the Space Station showing 96 Amptek FAST SDDs® with C2 windows mounted on the focal plane, before light shield assembly. Credits: NASA/Keith Gendreau