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Dans cours

PHYS-452: Radiation detection

The course presents the detection of ionizing radiation in the keV and MeV energy ranges. Physical processes of radiation/matter interaction are introduced. All steps of detection are covered, as well as detectors, instrumentations and measurements methods ...

Description

Cette séance de cours couvre la combinaison de systèmes de détection des rayonnements, de la collecte de lumière à l'amplification des signaux, y compris l'utilisation de différents matériaux semi-conducteurs et détecteurs tels que les tubes photomultiplieurs, les photodiodes hybrides et les photomultiplicateurs de silicium. Il examine également les principes qui sous-tendent les photodiodes d'avalanche, les photodiodes de silicium et les photomultiplicateurs de silicium, en soulignant leurs caractéristiques et leurs applications dans la détection des rayonnements.

Enseignant·e

Vincent Pierre Lamirand

Après une thèse de doctorat sur la mesure de sections efficaces de réactions (p,n) sur accélérateur (IRSN, France), j'ai travaillé sur le développement de détecteurs et méthodes de mesure neutron pour la physique des réacteurs (CEA, France). Je suis en poste au LRS à l'EPFL depuis octobre 2014, en tenure track de l'Insitut Paul Scherrer depuis 2016, en tant que responsable des activités de recherche expérimentale sur nos installations.

Source officielle

Concepts associés (32)

Photodiode

Une photodiode est un composant semi-conducteur ayant la capacité de capter un rayonnement du domaine optique et de le transformer en signal électrique. Comme beaucoup de diodes en électronique elle est constituée d'une jonction PN. Cette configuration de base fut améliorée par l'introduction d'une zone intrinsèque (I) pour constituer la photodiode PIN. En absence de polarisation (appelé mode photovoltaïque) elle crée une tension. En polarisation inverse par une alimentation externe (mode photoampérique), elle crée un courant.

Semi-conducteur

Un semi-conducteur est un matériau qui a les caractéristiques électriques d'un isolant, mais pour lequel la probabilité qu'un électron puisse contribuer à un courant électrique, quoique faible, est suffisamment importante. En d'autres termes, la conductivité électrique d'un semi-conducteur est intermédiaire entre celle des métaux et celle des isolants. Le comportement électrique des semi-conducteurs est généralement modélisé, en physique de l'état solide, à l'aide de la théorie des bandes d'énergie.

Composant semi-conducteur

vignette|Aperçu de quelques dispositifs semi-conducteurs encapsulés Un composant semi-conducteur est un composant électronique dont le fonctionnement repose sur les propriétés électroniques d'un matériau semi-conducteur (principalement le silicium, le germanium et l'arséniure de gallium, ainsi que des semi-conducteurs organiques). Sa conductivité se situe entre les conducteurs et les isolants. Les composants semi-conducteurs ont remplacé les tubes à vide dans la plupart des applications.

Photodétecteur

Un photodétecteur (ou détecteur photosensible ou détecteur optique ou détecteur de lumière) est un dispositif (détecteur) qui transforme la lumière qu'il absorbe en une grandeur mesurable, généralement un courant ou une tension électrique. Le capteur à fibre optique repose sur ce principe. Photodétecteurs (simples) : photomultiplicateur (ou phototube ou tube photomultiplicateur) ; photoconducteur (ou détecteur photoconducteur) ; photodiode ; photodiode à avalanche.

Semi-conducteur à large bande

vignette|Schéma d'un semi-conducteur à large bande Un semi-conducteur à large bande est un semi-conducteur dont la largeur de la bande interdite, entre la bande de valence et la bande de conduction, est significativement plus importante que celle du silicium. Le seuil exact dépend du domaine d'utilisation. Commercialement, du fait de ses caractéristiques et de son abondance, le silicium est le semi-conducteur le plus utilisé. Les composants électroniques basés sur le silicium peuvent cependant présenter des limites fonctionnelles.

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Séances de cours associées (64)

Photodiodes d'avalanche: principes et applications

Discute des principes, des structures et des mesures de performance des photodiodes Avalanche dans les applications de détection optique.

Combiner et comparer les systèmes

Explore les principes de détection des rayonnements, les systèmes de semi-conducteurs, la chaîne de mesure et les comparaisons de détecteurs.

Photodiodes : conception et optimisation des hétérojonctions

Couvre la conception et l'optimisation des photodiodes, en mettant l'accent sur l'amélioration des performances grâce à la sélection des matériaux et à l'importance de la région d'épuisement.

Détection des rayonnements : systèmes de combinaison et de comparaison

Explore les principes de détection des rayonnements, les détecteurs de semi-conducteurs, les méthodes de collecte de la lumière et le traitement des signaux.

Multiplier Electron CCD: Principes et applications

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Semi-conducteur

Composant semi-conducteur

Photodétecteur

Semi-conducteur à large bande

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