Кристалл германия размером с кулак лежит в жидком азоте при минус 196 градусах. Когда в него попадает гамма-квант, внутри рождается облако зарядов. Детектор должен собрать каждый заряд, не потеряв ни одного, — иначе картинка смажется.
На поверхность кристалла напыляют тончайший слой аморфного германия — стекловидной формы того же элемента. Этот слой работает как турникет: заряды из кристалла не выпускает, а гамма-кванты внутрь пропускает почти без потерь. Раньше такие контакты делали толще, и они съедали часть сигнала. Теперь слой стал тоньше человеческого волоса в сотни раз.
Два детектора, SAP16 и SAP17, сделали из кристаллов одной чистоты, но чуть разной формы. Результат удивил: один различает гамма-лучи с энергией 59.5 кэВ с точностью 2.42%, а для 662 кэВ — 0.36%. Второй чуть хуже, зато стабильнее работает при высоком напряжении. Даже миллиметровая разница в геометрии меняет, как заряд плывёт к контактам.
Такие детекторы нужны там, где важен каждый квант: поиск тёмной материи, контроль радиоактивности, медицинская визуализация. Тонкие контакты из аморфного германия открывают путь к более чувствительным и точным приборам.
Германий для этих детекторов очищают до такой степени, что на триллион атомов германия приходится меньше одного атома примеси. Это как найти одну песчинку соли в двадцати бассейнах олимпийского размера.