Warum Spannung an einem Si-Detektor nur bei Atmosphäre oder Hochvakuum anlegen?

Die allgemeine Anweisung bei der Verwendung eines Siliziumdetektors lautet, Spannung entweder nur bei Atmosphärendruck oder im Hochvakuum anzulegen. Nicht dazwischen!

Ich kann darauf keine physikalische Antwort finden. Warum ist es so wichtig?

[Zitieren erforderlich] Ich habe das noch nie gehört, und ich bin seit zig Jahren im Detektorgeschäft.
Ich habe auch noch nichts davon gehört, aber ich habe nie wirklich zwischen Atmosphäre und Hochvakuum gearbeitet.
@CarlWitthoft : Vielen Dank für deinen Kommentar! Ich mag Ihren Ansatz, weil ich keinen Grund dafür finde, warum der Druck unter einer bestimmten Grenze liegen sollte.
@ChrisMueller: Danke für deinen Kommentar! Ich möchte es verwenden 10 − 1 Torr. Es ist keine Atmosphäre und definitiv kein Hochvakuum!
Ich hingegen bin auf dieses Phänomen gestoßen, und zwar in einem Studentenlabor, wo wir den Detektor nur ausschalten mussten, während wir auf Vakuum abpumpten. Wenn Sie dies nicht tun, würde dies zu einigen unglücklichen Geräten und einer unglücklichen Note führen.
@ChrisWhite macht Sinn. Wahrscheinlich sollten wir die Frage bearbeiten lassen, um klarzustellen, dass es sich um eine APD handelt, nicht um eine PC-Diode.

Antworten (1)

Mir ist gerade klar geworden, was das Problem ist. Es hat eigentlich nichts mit dem Detektor zu tun. Beim Arbeiten in Vakuumsystemen müssen Sie sich um den dielektrischen Zusammenbruch der Luft kümmern, wenn der Druck reduziert wird. Es stellt sich heraus, dass die Durchbruchspannung ein Minimum erreicht ∼ 1 Torr abhängig von der Art des Gases (siehe die Kurven unten). Dieses Phänomen ist als Paschensches Gesetz bekannt; Sie können mehr darüber in diesem Wikipedia-Artikel lesen .

Wenn Sie bei diesem Ausfall Hochspannung an Ihren Si-Detektor anlegen, ruinieren Sie mit Sicherheit Ihren Detektor. Es sieht so aus, als ob Sie in Ordnung sein werden 0,1 Torr, aber ich gebe keine Garantie :).

Paschen-Kurven

Nun gut, aber wer verwendet einen Si-Detektor, der nicht in einem ordnungsgemäß passivierten und isolierten Gehäuse steckt?
@CarlWitthoft Wir entfernen normalerweise alle Verpackungen für unsere Si-Fotodioden im Vakuum, um keine Photonen wegzuwerfen.
@ChrisMueller: Vielen Dank für deine Antwort! Sehr interessante Antwort!!! Allerdings verstehe ich etwas nicht... Mein Si-Detektor hat nur ein Kabel, an dem die Spannung anliegt. Wo wird der Funke überspringen? Zwischen dem Detektorrahmen (dh Masse) und dem zentralen Kern des Kabels?
@Thanos Das Kabel muss zwei Leitungen haben, auch wenn eine die Abschirmung des Kabels ist. Das Si fungiert als Stromquelle, die Strom von einer Leitung zur anderen treibt. Der Durchbruch würde höchstwahrscheinlich zwischen der Stelle stattfinden, an der diese beiden Leitungen mit der Fotodiode verbunden sind, da dort die Luft als Dielektrikum wirkt. Typischerweise wird die Abschirmung des Kabels mit dem Diodengehäuse verbunden, das mit der Rückseite des Si verbunden ist, während die zentrale Leitung einen sehr feinen Golddraht hat, der sie mit der Vorderseite der Diode verbindet.
Exakt! Das ist meine Frage! Es ist keine Luft im Detektor oder im Kabel, oder? Die einzige vorhandene Luft befindet sich zwischen dem Detektorgehäuse (das auf 0-Potential liegt) und der Vakuumkammer (die ebenfalls auf 0-Potential liegt). Wo würde also der dielektrische Durchschlag auftreten?
Warum Spannung an einem Si-Detektor nur bei Atmosphäre oder Hochvakuum anlegen?
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