Resolución del detector
La resolución típica de los detectores de Si(Li) de aproximadamente 140 eV para energías de 5,9 keV es solo un indicador de la calidad de los detectores de semiconductores. Características como la tasa máxima de conteo o la presencia de fondo pueden ser más importantes en los métodos analíticos.
Los detectores PIN de Si tienen una resolución en el rango de 165 a 220 eV, mientras que los detectores SDD tienen una FWHM < 150 eV. Cabe señalar que la resolución del detector depende en gran medida de la configuración correspondiente del procesador de pulsos del detector.
Fig. 1. Espectro de la serie K de Mn obtenido con un detector Si(Li).
La resolución típica de los detectores de Si(Li) puede ser mejor que 140 eV para energías de 5,9 keV. Sin embargo, este es solo un indicador de la calidad de los detectores de semiconductores, la tasa de conteo máxima o la presencia de fondo; estos aspectos pueden ser más importantes en los métodos analíticos. Los detectores PIN de Si enfriados por Peltier tienen una resolución en el rango de 165 a 220 eV. Mientras que para los detectores SDD FWHM < 150 eV. Vale la pena señalar que la resolución del detector depende en gran medida de la configuración adecuada del procesador de pulsos del detector.
Si se ignora el ancho natural de la línea espectral de rayos X, la resolución energética de un detector semiconductor es una función de dos factores independientes. Uno de estos factores son las propiedades de diseño del propio detector, el otro depende del sistema de procesamiento de pulsos utilizado en el espectrómetro.
La FWHM medida para una línea de rayos X es la raíz cuadrada de la suma de las contribuciones del detector y las contribuciones asociadas con el sistema de procesamiento de pulsos eléctricos:
El componente del detector está determinado por las estadísticas del proceso de formación de carga en el volumen del diodo. El número promedio de pares electrón-hueco producidos por un fotón incidente se puede calcular como la energía total del fotón dividida por la energía promedio requerida para formar un par electrón-hueco. Si las fluctuaciones en este proceso están regidas por las estadísticas de Poisson, la desviación estándar se puede calcular como
En los dispositivos semiconductores, los detalles del proceso de pérdida de energía son tales que los eventos individuales no son estrictamente independientes y se desvían de las estadísticas de Poisson. Esta desviación de las estadísticas se puede explicar mediante el factor Fano
Tomando:
obtenemos:
donde ε es la energía media necesaria para formar un par electrón-hueco libre, E es la energía del fotón incidente, F es el factor de Fano y el factor 2,35 representa la desviación estándar del FWHM a partir de las estadísticas de Poisson. Los valores característicos de las contribuciones del detector a la resolución del espectrómetro, normalmente denominada dispersión, son ~ 120.
A modo de comparación, en la tabla se dan los valores de las distintas características del detector:
