1 MeV電子在半導體偵檢器中平均游離的電子電洞對大約是幾個？

本題觀念：

本題測驗的核心概念為「輻射偵測儀器原理」與「游離產生電荷載子之能量消耗」。不同的輻射偵檢器介質在吸收輻射能量後，產生一對電荷載子（charge carrier）所需的平均能量（W值）不同。半導體偵檢器（Semiconductor detectors）利用游離輻射在半導體材料（如矽 Si、鍺 Ge）中產生「電子-電洞對」（electron-hole pairs）來偵測輻射。相較於充氣式偵檢器，半導體偵檢器產生一對載子所需的平均能量非常小，因此能產生更多的電荷載子，這也是其具備極佳能量解析度（Energy resolution）的關鍵原因。

選項分析

在半導體材料中，產生一個電子-電洞對所需的平均游離能量約為 $3 \sim 4\text{ eV}$（例如：鍺約為 $2.96\text{ eV}$，矽約為 $3.62\text{ eV}$）。 題目給定入射電子能量為 $1\text{ MeV}$，即 $1,000,000\text{ eV}$。 平均游離產生的電子-電洞對數目 $N = \frac{\text{總游離能量 (E)}}{\text{產生一對載子所需平均能量 (W)}}$ $N \approx \frac{1,000,000\text{ eV}}{3\text{ eV/pair}} \approx 3.3 \times 10^5\text{ 個

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