Кремниевые фотоумножители регистрируют одиночные фотоны с эффективностью 50% при размере 3×3 миллиметра и низком шуме.

Кремниевые фотоумножители (SiPM) — это твердотельные приборы, состоящие из матриц микроскопических лавинных фотодиодов, способные регистрировать одиночные фотоны. Каждый элемент такой матрицы преобразует попавший на него фотон в электрический импульс через процесс лавинного пробоя — это явление, при котором носители заряда в полупроводнике под высоким напряжением создают цепную реакцию ударной ионизации. Независимо друг от друга, в России и Германии в 2000-х годах исследователи разработали практически применимые конструкции таких устройств, совершив переворот в детектирующей электронике. Важнейшей особенностью SiPM является их исключительная чувствительность при малых размерах: современные приборы размером всего 3×3 миллиметра способны регистрировать единичные фотоны с эффективностью квантовой детекции около 50%. Это означает, что из ста падающих фотонов прибор фиксирует примерно половину. Для сравнения, традиционные фотоэлектронные умножители (ФЭУ), которыми оснащались детекторы прежних поколений, были размером с кулак и требовали высокого напряжения в тысячи вольт, тогда как SiPM работают при напряжениях в несколько десятков вольт и потребляют минимум энергии. Эта революция в размерах и функциональности позволила внедрить кремниевые фотоумножители в медицинские ПЭТ-сканеры для диагностики рака, а также в детекторы элементарных частиц на Большом адронном коллайдере.