CVD金刚石像素探测器中非均匀电荷收集的表征与建模

在180 GeV/cπ介子束中研究了带有CVD金刚石传感器的像素探测器。使用硅微条望远镜测量径迹位置，研究了金刚石传感器的电荷收集特性随径迹位置的变化。在与金刚石晶粒尺寸相当的长度尺度上观察到非均匀性。在传感器的某些区域，电荷漂移似乎具有平行于传感器表面（即垂直于所施加电场）的分量，导致径迹位置与击中位置之间的系统残差高达40 $\mu$m。开发了多晶金刚石中电荷漂移的数值模拟，以计算通过粒子释放的电子和空穴在电极上感应的信号。该模拟考虑了晶粒结构、传感器上的非均匀俘获、扩散和极化效应。它与数据定性一致。额外的横向电场分量源于体材料中电荷的非均匀俘获。这为观察到的大残差提供了很好的解释。