{"id":116985,"date":"2022-05-26T02:12:37","date_gmt":"2022-05-26T01:12:37","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/quest-ce-que-lexcitation-par-rayonnement-ionisant-definition\/"},"modified":"2022-05-31T12:03:14","modified_gmt":"2022-05-31T11:03:14","slug":"quest-ce-que-lexcitation-par-rayonnement-ionisant-definition","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/fr\/quest-ce-que-lexcitation-par-rayonnement-ionisant-definition\/","title":{"rendered":"Qu&rsquo;est-ce que l&rsquo;excitation par rayonnement ionisant &#8211; D\u00e9finition"},"content":{"rendered":"<p><span><div class=\"su-quote su-quote-style-default\"><div class=\"su-quote-inner su-u-clearfix su-u-trim\">Les \u00e9lectrons peuvent atteindre la bande de conduction, lorsqu&rsquo;ils sont excit\u00e9s par un rayonnement ionisant (c&rsquo;est-\u00e0-dire qu&rsquo;ils doivent obtenir une \u00e9nergie sup\u00e9rieure \u00e0 E<sub>gap<\/sub>). Excitation par rayonnement ionisant<\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">\n<p><a href=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Valence-Band-Conduction-Band-Band-Gap.png\"><img decoding=\"async\" loading=\"lazy\" class=\"alignright wp-image-26111\" src=\"https:\/\/material-properties.org\/wp-content\/uploads\/2019\/05\/Valence-Band-Conduction-Band-Band-Gap.png\" alt=\"Bande de Valence - Bande de conduction - Bande interdite\" width=\"477\" height=\"329\" \/><\/a><span>En g\u00e9n\u00e9ral, les semi-<\/span><strong><span>conducteurs<\/span><\/strong><span>\u00a0sont des mat\u00e9riaux, inorganiques ou organiques, qui ont la capacit\u00e9 de contr\u00f4ler leur conduction en fonction de la structure chimique, de la temp\u00e9rature, de l&rsquo;\u00e9clairement et de la pr\u00e9sence de dopants.\u00a0Le nom de semi-<\/span><strong><span>conducteur<\/span><\/strong><span>\u00a0vient du fait que ces mat\u00e9riaux ont une\u00a0<\/span><strong><span>conductivit\u00e9 \u00e9lectrique<\/span><\/strong><span>\u00a0entre celle d&rsquo;un m\u00e9tal, comme le cuivre, l&rsquo;or, etc., et celle d&rsquo;un isolant, comme le verre.\u00a0Ils ont une bande\u00a0<\/span><strong><span>interdite<\/span><\/strong><span>\u00a0inf\u00e9rieure \u00e0 4 eV (environ 1 eV).\u00a0En physique du solide , cette bande interdite ou bande interdite est une plage d&rsquo;\u00e9nergie entre la bande de valence et la bande de conduction o\u00f9 les \u00e9tats \u00e9lectroniques sont interdits.\u00a0Contrairement aux conducteurs, les \u00e9lectrons dans un semi-conducteur doivent obtenir de l&rsquo;\u00e9nergie (par exemple \u00e0 partir d&rsquo;un rayonnement ionisant) pour traverser la bande interdite et atteindre la bande de conduction.<\/span><\/p>\n<h2><span>Excitation par rayonnement ionisant<\/span><\/h2>\n<p><strong><span>L&rsquo;\u00e9nergie pour l&rsquo;excitation<\/span><\/strong><span>\u00a0peut \u00eatre obtenue de diff\u00e9rentes mani\u00e8res.\u00a0Les \u00e9lectrons peuvent atteindre la bande de conduction, lorsqu&rsquo;ils sont\u00a0<\/span><strong><span>excit\u00e9s par des rayonnements ionisants<\/span><\/strong><span>\u00a0(c&rsquo;est-\u00e0-dire qu&rsquo;ils doivent obtenir une \u00e9nergie sup\u00e9rieure \u00e0 Egap).\u00a0En g\u00e9n\u00e9ral,\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-heavy-charged-particles\/\"><span>les particules charg\u00e9es lourdes<\/span><\/a><span>\u00a0transf\u00e8rent de l&rsquo;\u00e9nergie principalement par :<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><span>Excitation.\u00a0<\/span><\/strong><span>La particule charg\u00e9e peut transf\u00e9rer de l&rsquo;\u00e9nergie \u00e0 l&rsquo;atome, \u00e9levant les \u00e9lectrons \u00e0 des niveaux d&rsquo;\u00e9nergie plus \u00e9lev\u00e9s.<\/span><\/li>\n<li><strong><span>Ionisation.\u00a0<\/span><\/strong><span>L&rsquo;ionisation peut se produire lorsque la particule charg\u00e9e a suffisamment d&rsquo;\u00e9nergie pour \u00e9liminer un \u00e9lectron.\u00a0Il en r\u00e9sulte une cr\u00e9ation de paires d&rsquo;ions dans la mati\u00e8re environnante.<\/span><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Une variable pratique qui d\u00e9crit les propri\u00e9t\u00e9s d&rsquo;ionisation du milieu environnant est\u00a0<\/span><strong><span>le pouvoir d&rsquo;arr\u00eat<\/span><\/strong><span>.\u00a0L&rsquo;expression classique qui d\u00e9crit la perte d&rsquo;\u00e9nergie sp\u00e9cifique est connue sous le nom de\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-heavy-charged-particles\/stopping-power-bethe-formula\/\"><span>formule de Bethe<\/span><\/a><span>.\u00a0Pour\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/alpha-particle\/\"><span>les particules alpha<\/span><\/a><span>\u00a0et les particules plus lourdes,\u00a0<\/span><strong><span>le pouvoir d&rsquo;arr\u00eat<\/span><\/strong><span>\u00a0de la plupart des mat\u00e9riaux est tr\u00e8s \u00e9lev\u00e9 pour les particules charg\u00e9es lourdes et ces particules ont des port\u00e9es tr\u00e8s courtes.<\/span><\/p>\n<p><span>En plus de ces interactions,\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/\"><span>les particules b\u00eata<\/span><\/a><span>\u00a0perdent \u00e9galement de l&rsquo;\u00e9nergie par un processus radiatif connu sous le nom de\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/atomic-nuclear-physics\/fundamental-particles\/beta-particle\/bremsstrahlung-2\/\"><strong><span>bremsstrahlung<\/span><\/strong><\/a><span>.\u00a0D&rsquo;apr\u00e8s la th\u00e9orie classique, lorsqu&rsquo;une particule charg\u00e9e est acc\u00e9l\u00e9r\u00e9e ou d\u00e9c\u00e9l\u00e9r\u00e9e,\u00a0<\/span><strong><span>elle doit \u00e9mettre de l&rsquo;\u00e9nergie<\/span><\/strong><span>\u00a0et le rayonnement de d\u00e9c\u00e9l\u00e9ration est connu sous\u00a0<\/span><strong><span>le nom de bremsstrahlung (\u00ab\u00a0rayonnement de freinage\u00a0\u00bb)<\/span><\/strong><span>.<\/span><\/p>\n<p><span>Les photons (rayons gamma et rayons X) peuvent ioniser directement les atomes (bien qu&rsquo;ils soient \u00e9lectriquement neutres) par l&rsquo;effet photo\u00e9lectrique et l&rsquo;effet Compton, mais l&rsquo;ionisation secondaire (indirecte) est beaucoup plus importante.\u00a0Bien qu&rsquo;un grand nombre d&rsquo;interactions possibles soient connues, il existe trois principaux m\u00e9canismes d&rsquo;interaction avec la mati\u00e8re.<\/span><\/p>\n<ul>\n<li><strong><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/photoelectric-effect\/\"><span>Effet photo\u00e9lectrique<\/span><\/a><\/strong><\/li>\n<li><strong><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/compton-scattering\/\"><span>Diffusion Compton<\/span><\/a><\/strong><\/li>\n<li><strong><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-power\/reactor-physics\/interaction-radiation-matter\/interaction-gamma-radiation-matter\/pair-production\/\"><span>Production de paires<\/span><\/a><\/strong><\/li>\n<\/ul>\n<p><span>Dans tous les cas, une particule de rayonnement ionisant d\u00e9pose une partie de son \u00e9nergie sur son trajet.\u00a0La particule traversant le d\u00e9tecteur ionise les atomes du semi-conducteur, produisant les\u00a0<\/span><strong><span>paires \u00e9lectron-trou<\/span><\/strong><span>.\u00a0Par exemple, l&rsquo;\u00e9paisseur typique d&rsquo;un\u00a0<\/span><strong><span>d\u00e9tecteur de silicium<\/span><\/strong><span>\u00a0est d&rsquo;environ 300 \u00b5m, de sorte que le nombre de paires \u00e9lectron-trou g\u00e9n\u00e9r\u00e9es par la particule ionisante minimale (MIP) passant perpendiculairement \u00e0 travers le d\u00e9tecteur est d&rsquo;environ\u00a0<\/span><strong><span>3,2 x 10<\/span><sup><span>4<\/span><\/sup><\/strong><span>.\u00a0Cette valeur est mineure en comparaison du nombre total de porteurs libres dans un semi-conducteur intrins\u00e8que d&rsquo;une surface de 1 cm<\/span><sup><span>2<\/span><\/sup><span>\u00a0et de m\u00eame \u00e9paisseur.\u00a0Notez qu&rsquo;un \u00e9chantillon de germanium pur \u00e0 20 \u00b0C contient environ 1,26\u00d710<\/span><sup><span>21<\/span><\/sup><span>\u00a0atomes, mais contient \u00e9galement 7,5 x 10\u00a0<\/span><sup><span>11<\/span><\/sup><span>\u00e9lectrons libres et 7,5 x 10<\/span><sup><span>11<\/span><\/sup><span>\u00a0trous g\u00e9n\u00e9r\u00e9s en permanence \u00e0 partir\u00a0<\/span><a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/<a href=\"https:\/\/modern-physics.org\/thermodynamics\/\">thermodynamics<\/a>\/what-is-energy-physics\/internal-energy-thermal-energy\/\u00a0\u00bb><span>de l&rsquo;\u00e9nergie thermique<\/span><span>.\u00a0Comme on peut le voir, le rapport signal sur bruit (S\/N) serait minime.\u00a0L&rsquo;ajout de 0,001 % d&rsquo;arsenic (une impuret\u00e9) donne 10<\/span><sup><span>15<\/span><\/sup><span>\u00a0\u00e9lectrons libres suppl\u00e9mentaires dans le m\u00eame volume et la conductivit\u00e9 \u00e9lectrique est multipli\u00e9e par 10 000.\u00a0Dans un mat\u00e9riau dop\u00e9, le rapport signal sur bruit (S\/N) serait encore plus petit.\u00a0<\/span><strong><span>Le refroidissement du semi-conducteur<\/span><\/strong><span>\u00a0est un moyen d&rsquo;abaisser ce rapport.<\/span><\/p>\n<p><span>Une am\u00e9lioration peut \u00eatre obtenue en utilisant une tension de polarisation inverse \u00e0 la jonction PN pour appauvrir le d\u00e9tecteur de porteurs libres, ce qui est le principe de la plupart des d\u00e9tecteurs de rayonnement au silicium.\u00a0Dans ce cas, une tension n\u00e9gative est appliqu\u00e9e au c\u00f4t\u00e9 p et positive au second.\u00a0Les trous dans la r\u00e9gion p sont attir\u00e9s de la jonction vers le contact p et de m\u00eame pour les \u00e9lectrons et le contact n.<\/span><\/p>\n<p><span><\/span><\/p><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-100 lgc-tablet-grid-100 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"><div class=\"su-spoiler su-spoiler-style-default su-spoiler-icon-arrow\" data-anchor=\"R\u00e9f\u00e9rences\" data-scroll-offset=\"0\" data-anchor-in-url=\"no\"><div class=\"su-spoiler-title\" tabindex=\"0\" role=\"button\"><span class=\"su-spoiler-icon\"><\/span>R\u00e9f\u00e9rences :<\/div><div class=\"su-spoiler-content su-u-clearfix su-u-trim\">\n<p><strong><span>Protection contre les radiations:<\/span><\/strong><\/p>\n<ol>\n<li><span>Knoll, Glenn F., Radiation Detection and Measurement 4th Edition, Wiley, 8\/2010.\u00a0ISBN-13\u00a0: 978-0470131480.<\/span><\/li>\n<li><span>Stabin, Michael G., Radioprotection et dosim\u00e9trie : une introduction \u00e0 la physique de la sant\u00e9, Springer, 10\/2010.\u00a0ISBN-13\u00a0: 978-1441923912.<\/span><\/li>\n<li><span>Martin, James E., Physics for Radiation Protection 3rd Edition, Wiley-VCH, 4\/2013.\u00a0ISBN-13\u00a0: 978-3527411764.<\/span><\/li>\n<li><span>USNRC, CONCEPTS DE R\u00c9ACTEURS NUCL\u00c9AIRES<\/span><\/li>\n<li><span>D\u00e9partement am\u00e9ricain de l&rsquo;\u00e9nergie, de l&rsquo;instrumentation et du contr\u00f4le.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 2 sur 2. Juin 1992.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<p><strong><span>Physique nucl\u00e9aire et des r\u00e9acteurs:<\/span><\/strong><\/p>\n<ol>\n<li><span>JR Lamarsh, Introduction \u00e0 la th\u00e9orie des r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires, 2e \u00e9d., Addison-Wesley, Reading, MA (1983).<\/span><\/li>\n<li><span>JR Lamarsh, AJ Baratta, Introduction au g\u00e9nie nucl\u00e9aire, 3e \u00e9d., Prentice-Hall, 2001, ISBN : 0-201-82498-1.<\/span><\/li>\n<li><span>WM Stacey, Physique des r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires, John Wiley &amp; Sons, 2001, ISBN : 0-471-39127-1.<\/span><\/li>\n<li><span>Glasstone, Sesonsk\u00e9.\u00a0Ing\u00e9nierie des r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires\u00a0: Ing\u00e9nierie des syst\u00e8mes de r\u00e9acteurs, Springer\u00a0;\u00a04e \u00e9dition, 1994, ISBN : 978-0412985317<\/span><\/li>\n<li><span>WSC Williams.\u00a0Physique nucl\u00e9aire et des particules.\u00a0Presse Clarendon\u00a0;\u00a01 \u00e9dition, 1991, ISBN : 978-0198520467<\/span><\/li>\n<li><span>GRKeep.\u00a0Physique de la cin\u00e9tique nucl\u00e9aire.\u00a0Pub Addison-Wesley.\u00a0Co;\u00a01\u00e8re \u00e9dition, 1965<\/span><\/li>\n<li><span>Robert Reed Burn, Introduction au fonctionnement des r\u00e9acteurs nucl\u00e9aires, 1988.<\/span><\/li>\n<li><span>D\u00e9partement am\u00e9ricain de l&rsquo;\u00e9nergie, de la physique nucl\u00e9aire et de la th\u00e9orie des r\u00e9acteurs.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volume 1 et 2. Janvier 1993.<\/span><\/li>\n<li><span>Paul Reuss, Physique des neutrons.\u00a0EDP \u200b\u200bSciences, 2008. ISBN : 978-2759800414.<\/span><\/li>\n<\/ol>\n<p><span><\/span><\/p><\/div><\/div><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><\/div><\/div><div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\">[ \/lgc_column]<div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"><\/div><\/div>\n<h2><span>Voir \u00e9galement:<\/span><\/h2>\n<p><span>Propri\u00e9t\u00e9s des semi-conducteurs<a href=\"https:\/\/www.nuclear-power.com\/nuclear-engineering\/radiation-detection\/semiconductor-detectors\/what-are-semiconductors-properties-of-semiconductors\/\" class=\"su-button su-button-style-flat\" style=\"color:#606060;background-color:#ffffff;border-color:#cccccc;border-radius:10px;-moz-border-radius:10px;-webkit-border-radius:10px\" target=\"_self\"><span style=\"color:#606060;padding:7px 20px;font-size:16px;line-height:24px;border-color:#ffffff;border-radius:10px;-moz-border-radius:10px;-webkit-border-radius:10px;text-shadow:0px 0px 0px #000000;-moz-text-shadow:0px 0px 0px #000000;-webkit-text-shadow:0px 0px 0px #000000\"><img src=\"icon : lien\" alt=\"\" style=\"width:24px;height:24px\" \/> <\/span><\/a>[ \/lgc_column]<div  class=\"lgc-column lgc-grid-parent lgc-grid-33 lgc-tablet-grid-33 lgc-mobile-grid-100 lgc-equal-heights \"><div  class=\"inside-grid-column\"><\/div><\/div><\/span><\/p><\/div><\/div><\/span><\/p>\n<p><span><div class=\"su-divider su-divider-style-dotted\" style=\"margin:15px 0;border-width:2px;border-color:#999999\"><\/div><\/span><\/p>\n<p><span>Nous esp\u00e9rons que cet article,\u00a0<\/span><strong><span>Excitation par rayonnement ionisant<\/span><\/strong><span>, vous aidera.\u00a0Si oui,\u00a0<\/span><strong><span>donnez-nous un like<\/span><\/strong><span>\u00a0dans la barre lat\u00e9rale.\u00a0L&rsquo;objectif principal de ce site Web est d&rsquo;aider le public \u00e0 apprendre des informations int\u00e9ressantes et importantes sur les mat\u00e9riaux et leurs propri\u00e9t\u00e9s.<\/span><\/p>\n<p>&nbsp;<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"<p>Nous esp\u00e9rons que cet article,\u00a0Excitation par rayonnement ionisant, vous aidera.\u00a0Si oui,\u00a0donnez-nous un like\u00a0dans la barre lat\u00e9rale.\u00a0L&rsquo;objectif principal de ce site Web est d&rsquo;aider le public \u00e0 apprendre des informations int\u00e9ressantes et importantes sur les mat\u00e9riaux et leurs propri\u00e9t\u00e9s. &nbsp;<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[4],"tags":[],"yoast_head":"<!-- This site is optimized with the Yoast SEO plugin v21.2 - https:\/\/yoast.com\/wordpress\/plugins\/seo\/ -->\n<title>Qu&#039;est-ce que l&#039;excitation par rayonnement ionisant - D\u00e9finition<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"Les \u00e9lectrons peuvent atteindre la bande de conduction, lorsqu&#039;ils sont excit\u00e9s par un rayonnement ionisant (c&#039;est-\u00e0-dire qu&#039;ils doivent obtenir une \u00e9nergie sup\u00e9rieure \u00e0 Egap). 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