silicon drift detector

走査電子顕微鏡基本用語集

シリコンドリフト検出器　SDD: silicon-drift detector

EDS検出器の一種。通常のSi(Li)検出器に比べて数十倍高い計数率で測定ができるため、プローブ電流を大きくして短時間で分析を行うことができる。したがって、熱電子銃、あるいはショットキー電子銃を搭載したSEMとの組み合わせが有効である。エネルギー分解能は、Si(Li)検出器とほぼ同程度が得られるが、低エネルギーX線の感度は低い。液体窒素冷却は不要で、ペルチェ冷却での動作が可能である。この結果、電源投入後、使用可能になるまでの時間も短い。

関連する用語

• EDS検出器
• Si(Li)検出器
• 計数率
• プローブ電流
• 熱電子銃
• ショットキー電子銃
• エネルギー分解能

透過電子顕微鏡基本用語集

シリコンドリフト検出器

略語：SDD
【英】：silicon drift detector

エネルギー分散型X線検出器のひとつ。入射X線によって、Liを拡散させたP型Siから発生した電子を、同心円状の電位勾配を持った電極構造により効率よくアノードに導くようにした素子で、Siの不純物コントロールによって、熱ノイズの減少が図られており、ペルチェ冷却による−15℃程度の冷却で使用できる。SDDの利点は、分解能がSSDと同程度で、SSDに比較して計数率は1桁以上高い（＞1×10⁵cps）ことである。EDS装置の検出器に使われる。

関連する用語

• 半導体検出器
• SSD

ウィキペディア

シリコンドリフト検出器

出典: フリー百科事典『ウィキペディア（Wikipedia）』 (2016/10/09 02:51 UTC 版)

シリコンドリフト検出器（シリコンドリフトけんしゅつき、Silicon Drift Detector、SDD）は、エネルギー分散型X線検出器(Energy Dispersive X-ray Detector)の一種であり、半導体検出器である。従来のシリコン半導体検出器(Si(Li)検出器)に比べ、同じエネルギー分解能で、高計数での処理が可能である。つまり、良いエネルギー分解能を維持したまま、多くのX線を計数することが可能である。さらに、ペルティエ素子での冷却による動作が可能であるため、液体窒素による冷却が必要ないので、検出器全体が小型かつ軽量である。

多くのX線を計数することが可能なため、エネルギー分散型X線分析に用いた場合、検出器に入力するX線量を増やすことによる分析時間の短縮や検出下限の向上が可能となる。

検出器のシリコン素子の受光面積を大きくしてもエネルギー分解能の劣化が小さいため、Mn Kα線のエネルギー分解能が130 eV以下の高エネルギー分解能の80 mm²や100 mm²以上の大口径SD検出器もある。そのため、高立体角化による高感度化が可能である。しかしながら、SD検出器はシリコン素子の厚さが、Si(Li)検出器に比べると薄いため、約15keV以上での検出感度が低下する。

動作原理

SDDは、高純度シリコンで作られており、リング状の電極を配置してある。その電極によって発生したドリフト電場によって、X線により発生した電荷が移動する。その移動した電荷は、小さな収集電極によって集められる。収集された電荷量は、入射したX線に比例しているため、X線のエネルギーを計測することができる。

古典的なSDDのデザインは、同心円状に電極があり、その中心に収集電極がある。収集電極は外部に配置したFETと接続しており、電荷（電流）を電圧に変換・増幅する。近年は、リング電極の中心にFETを配しており、エネルギー分解能が大幅に向上している。これは、収集電極とFET間の静電容量の減衰により、電気ノイズが激減したためである。他のデザインとして、収集電極とFETを照射エリア外に配しているものがある。

電気ノイズが少ないため、高分解能を維持したまま、X線一個あたりのエネルギー分別時間（時定数）を短くすることが可能である。よって、出力計数が100kcps以上での計数も可能である。

参考文献

• weblio
• 英語版Wikipedia
• (KETEK)Function of silicon drift detector
• (PNSensor)Silicon Drift Detector development