衝撃イオン化

衝撃イオン化とは、物質内でエネルギーの高い電荷キャリアが他の電荷キャリアの生成によってエネルギーを失うプロセスです。たとえば、半導体では、十分な運動エネルギーを持つ電子（または正孔）は、束縛電子を束縛状態（価電子帯）から叩き出し、伝導帯の状態に昇格させて、電子正孔対を生成します。キャリアが十分な運動エネルギーを持つためには、十分に大きな電界を印加する必要がありますが、^[1]本質的には十分に大きな電圧が必要ですが、必ずしも大きな電流は必要ありません。

これが高電界領域で発生すると、アバランシェブレークダウンが発生する可能性があります。このプロセスはアバランシェダイオードで利用され、小さな光信号が外部の電子回路に入る前に増幅されます。アバランシェフォトダイオードでは、光子の吸収によって元の電荷キャリアが生成されます。

衝突イオン化プロセスは、ガリレオダスト検出器^[2]やダスト分析装置カッシーニCDA、^[3]、スターダストCIDA、表面ダスト分析装置^{[4]などの現代の}宇宙ダスト検出器で、ダスト衝突の識別や宇宙ダスト粒子の組成分析に使用されています。

アバランシェフォトダイオード (APD) は、光受信機で使用され、信号が受信機回路に与えられる前に光子が光電流で増幅されます。これにより、受信機回路に関連する熱雑音に遭遇する前に光電流が増幅されるため、受信機の感度が向上します。

参照

^ Sze, SM (1981).半導体デバイスの物理学. John Wiley & Sons. p. 45. ISBN 0-471-05661-8。
^ Grün, E. ; et al. (1992年5月). 「ガリレオ・ダスト・ディテクター」.スペースサイエンスレビュー. 60 (1–4): 317-340. Bibcode :1992SSRv...60..317G. doi :10.1007/BF00216860 . 2022年2月3日閲覧。
^ Srama, R.; et al. (2004年9月). 「カッシーニ宇宙塵分析装置」.スペースサイエンスレビュー. 114 (1–4): 465-518. Bibcode :2004SSRv..114..465S. doi :10.1007/s11214-004-1435-z . 2022年2月3日閲覧。
^ Kempf, Sascha; et al. (2012年5月). 「ガリレオ衛星ミッションのための線形高解像度ダスト質量分析計」.惑星と宇宙科学. 65 (1): 10–20. Bibcode :2012P&SS...65...10K. doi :10.1016/j.pss.2011.12.019.