測量高能 γ-ray時，高純度鍺偵檢器（ HPGe ）和矽（鋰）偵檢器的工作溫度下列何者正確？

本題觀念：

本題測試的核心觀念在於「半導體輻射偵檢器」的物理特性，特別是探討高純度鍺偵檢器 (HPGe) 與矽（鋰）偵檢器 [Si(Li)] 在操作溫度上的差異。這項差異最根本的決定因素在於半導體材料的**能隙（Bandgap）**大小：鍺 (Ge) 的能隙較小，而矽 (Si) 的能隙較大。

選項分析

• (A) 兩者都可在室溫下工作：錯誤。鍺 (Ge) 的能隙僅約 0.67 eV，在室溫 (300 K) 下，熱能會激發大量電子躍遷至傳導帶，產生極大的熱雜訊與漏電流（Leakage current），將輻射產生的微弱訊號完全淹沒。因此，HPGe 絕對無法在室溫下「工作」。
• (B) 兩者都應在液態氮溫度下工作：錯誤。雖然 Si(Li) 偵檢器在進行「低能 X-ray」能譜分析時，為了追求極致的能量解析度會使用液態氮冷卻來消除微小熱雜訊，但矽 (Si) 的能隙較大（約 1.12 eV），常溫下的漏電流較低。在測量高能 γ-ray 時（雖然其效率較Ge低），因單次事件產生的訊號量夠大，Si(Li) 是「可以」在室溫下順利工作的。
• (C) HPGe可在室溫下工作，矽（鋰）偵檢器應在液態氮溫度下工作：錯誤。此選項將兩種半導體的特性完全顛倒了。HPGe 僅能在室溫下「保存」，但絕不能在室溫下「工作」。
• **(D) HPGe應在液態氮溫度下工

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