Misure di CTE mediante sorgenti a raggi X


Per misurare la carica di trasferimento in modo assoluto, esiste una tecnica detta di "stimolazione con raggi X". Nella parte superiore della figura è mostrato come vengono originati i raggi X Kalfa (5.9 KeV) e Kbeta (6.5 KeV) da una sorgente radioattiva Fe55. L'atomo Fe55si trasforma in atomo di Manganese quando il nucleo assorbe un elettrone dal guscio K. Successivamente si producono raggi X di tipo Kalfa se l'elettrone del guscio L va al guscio K, oppure si producono raggi X di tipo Kbeta se è l'elettrone del guscio M che va ad occupare il guscio inferiore K. I raggi X Kalfa sono più numerosi dei Kbeta (circa 10 a 1).

Nella parte bassa della figura si può vedere qual è l'effetto di tale radiazione su un CCD. Il grafico mostra il numero di volte (che equivale al numero di pixel) che si ripete il valore del segnale corrispondente alla carica generata dal fotone X. Come si vede, le volte che si ripetono i valori 1620 e- (Kalfa) e 1778 e- (Kbeta) sono in accordo con quanto ci si aspetta.

Se le "righe" Kalfa e Kbeta si allargano troppo, allora significa che si ha una scarsa efficienza di trasferimento, perché vuol dire che la carica si è persa durante il trasferimento.

Da notare anche il contributo degli eventi detti "split" (dovuti alla carica che si può dividere una volta formata nel substrato) e "parziali" (dovuti al fatto che molti elettroni possono diffondere nel substrato e ricombinarsi con le lacune presenti).

In ogni caso tale tecnica permette un'analisi quantitativa grazie al fatto che i raggi X Kalfa producono una carica precisa; esattamente 1620 e-. Se di questa una parte non viene trasferita, allora si può valutare l'inefficienza di trasferimento dal rapporto tra il numero di elettroni misurati e quelli che ci si aspetta.

Inoltre, grazie al fatto che si conosce esattamente la carica prodotta dagli X, tale tecnica viene utilizzata per misurare con estrema precisione il guadagno G [e-/DN] del sistema completo (CCD + controller elettronico). Del guadagno G si discuterà più in dettaglio in seguito.


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