I rivelatori a semiconduttore sono dispositivi di rilevamento che misurano i livelli di radiazione o il conteggio delle particelle. Possono utilizzare un elemento, una linea di elementi o una matrice bidimensionale di elementi di rilevamento. Il materiale di rilevamento dei semiconduttori utilizzato ha uno spessore di soli 0.10 mm. I rivelatori a semiconduttori hanno applicazioni di misurazione e imaging molto importanti in diversi campi, come l’imaging speciale e la fisica delle particelle.
Un rilevatore di silicio è comunemente usato per misurare l’intensità della radiazione o il numero di particelle ionizzanti in una posizione specifica. Il principio di base coinvolto utilizza un diodo, che è una giunzione di tipo positivo (P) e di tipo negativo (N) (PN) in polarizzazione inversa. La corrente di inattività molto bassa del diodo non conduttore diventa il riferimento di inattività. Quando la radiazione colpisce il rivelatore, si verifica un aumento della corrente inversa che può attivare contatori o misuratori di frequenza delle particelle che possono indicare i tassi di ionizzazione delle particelle.
I rivelatori a microstriscia sono rivelatori al silicio disposti linearmente e sono un’espansione del rilevamento puntiforme nei rivelatori a diodi. Di solito sono realizzati su un materiale base di tipo N. Allineando il flusso di particelle con l’intervallo longitudinale del rivelatore a microstriscia, è possibile confermare il percorso delle particelle di interesse.
Gli elementi dell’immagine o i rilevatori di pixel sono ampiamente utilizzati per l’imaging bidimensionale. Prima dell’invenzione dei rilevatori di pixel, l’unico modo per sfruttare la capacità dei raggi X di penetrare e passare attraverso il corpo umano era una lastra di composto di bario, comunemente nota come lastra a raggi X. Con le moderne capacità tecnologiche, i rilevatori di pixel consentono la visualizzazione in tempo reale dell’imaging bidimensionale di una parte di interesse in una procedura medico-chirurgica. Un altro uso potrebbe essere una visualizzazione in tempo reale di parti materiali altrimenti nascoste, come nel controllo qualità.
I rilevatori di particelle sono disponibili come rilevatori di particelle a semiconduttore a stato solido. Un rilevatore di particelle è in grado di rilevare la presenza di radiazioni o di una particella ionizzante. I primi rilevatori di particelle utilizzavano un tubo sigillato riempito con un gas ionizzante. Quando è presente radiazione, il gas si ionizza e produce un breve momento di maggiore conduttività.
L’applicazione della sicurezza fa sempre più affidamento sui rilevatori di semiconduttori. Semplici metal detector che utilizzano un campo elettromagnetico per rilevare armi pericolose possono anche essere incorporati con un rilevatore di radiazioni che rileva materiali radioattivi pericolosi ai controlli di sicurezza. Le macchine a raggi X a nastro trasportatore hanno acquisito importanza nell’ispezione rapida dei bagagli per tutti i tipi di passeggeri. Il rapido sgombero delle persone che entrano in strutture ad alta sicurezza è stato reso possibile anche dall’uso di rilevatori a semiconduttore.