2.4 Festkörperdetektoren

164 2 Strahlungsdetektoren
Fig. 2.12: Störstellen im Kristall, (a): Idealer Ionenkristall. (b): Einlagerung von Fremdatomen auf
einen Gitterplatz. (c): Unbesetzter Gitterplatz (Fehlstelle). Das fehlende Anion ("Trap")
fängt frei bewegliche Elektronen ein, die sich mit größter Wahrscheinlichkeit in der Nähe
der Kationen (+) aufhalten. (d): Mit einem Gitteratom fehlbesetzter Gitterplatz (lokaler negativer
Ladungsüberschuß). (e): Zwischengittereinbau eines Fremdatoms (z. B. bei der Dotierung).
(f): Versatz von Kristallebenen (Fehlstelle am Übergang der beiden Ebenen).
nenfallen (engl.: traps) genannt. Innerhalb der Traps können die eingefangenen Elektronen ähnlich
wie in der Hülle einzelner Atome diskrete Anregungszustände einnehmen. Die bei Elektronenüber-
gängen zwischen diesen ortsfesten Trap-Niveaus absorbierten Photonen sind u. a. für die Farbe von
Kristallen bei Bestrahlung mit weißem Licht verantwortlich. Um Elektronen wieder aus den Traps
zu befreien, muß mindestens die Energiedifferenz vom Trap zum Leitungsband aufgebracht wer-
den. Diese Anregungsenergie kann durch thermische Energie (Erhitzen), Lichtenergie oder ionisie-
rende Strahlung aufgebracht werden. Der Vorgang entspricht formal der Ionisation von Elektronen-
hüllen, die erst oberhalb einer Mindestenergie, der Bindungsenergie des betroffenen Elektrons,
stattfinden kann.
Fehlstellen in Kristallen können durch chemische Verunreinigung (Dotierung) mit anderen Atomar-
ten, durch mechanische Einwirkung auf den Kristall und durch Bestrahlung mit ionisierender Strah-
lung künstlich erzeugt werden. Eine besondere Bedeutung haben die sogenannten Leuchtzentren
in Kristallen, die durch Dotierung mit geeigneten Metallatomen entstehen. Leuchtzentren bestehen