醫療類國考 109年 [醫事放射師] 放射線器材學

第 65 題

半導體輻射偵檢器偵測輻射的原理，是利用輻射照射到半導體中產生電子電洞對，進而產生電流的量測方式。其產生一個電子電洞對所需的能量約為若干？

思路引導 VIP

請比較固態半導體與氣體偵檢器的靈敏度。如果我們希望一個偵檢器在吸收同樣的能量下，能產生「更多」的電荷載子以提高解析度，那麼產生單個電荷對所需的能量，應該比氣體分子游離所需的能量（約 34 eV）更「高」還是更「低」？請試著從量級的邏輯去推理。

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點評：你理解了。對於偵檢器參數的辨識，就如同理解魔法的基礎符文一樣。分辨不同介質所需能量，這項工作，比擊敗魔王要簡單多了。
觀念驗證：在漫長的時間長河中，我見過許多裝置。半導體，如矽與鍺，它們的能隙 (Band gap) 確實很小。產生一個電子電洞對 (Electron-hole pair)，大約需要 $3 \text{ eV}$ 到 $5 \text{ eV}$ 的能量，這與氣體偵檢器那 $34 \text{ eV}$ 的離子對所需能量相比，顯然低了許多。因此，吸收相同能量時，半導體能產生更多數量的電荷載子，這使它的能量解析度優於氣體偵檢器，這並不是什麼難以理解的原理。

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