低光子和极紫外光探测器的侧向非结晶硒表征
仪器与探测器
2025-11-03 v3 高能物理 - 实验
摘要
通过一系列实验评估了非结晶硒(a-Se)作为低温光探测器材料的性能，使用在自定义光学测试台中运行的后侧结构器件。这些研究探讨了a-Se探测器对高电场近似雪崩条件下低光子通量的响应、在宽动态范围内的光电导响应线性化以及对窄带130 nm真空紫外(VUV)照明的直接检测。实验结果表明，在87 K时，匹配滤波分析显示使用约6800个401 nm光子即可实现单次检测效率≥80%，且AUC≥0.85，考虑到几何约束，实际有效光子数约为3400个。使用已校准的硅光子多面板参考光子通量和已表征的光滤波堆栈进行测量。此外，使用掺锶的a-Se(a-SeTe)器件在相同测试条件下探索了材料的行为，证明了在低温下a-SeTe也可实现雪崩。结果表明，侧向a-Se结构器件在低噪声运行、VUV灵敏度和场依赖增益方面表现可靠，首次报道了在低温下侧向结构a-Se和a-SeTe器件中观察到的雪崩乘子效应。这些发现支持将侧向结构a-Se器件集成到下一代像素化液氦时间投影阵列(TPCs)中，用于需要可扩展、高场兼容光子检测系统的应用。
引用
@article{arxiv.2507.18497,
title = {Characterization of Lateral Amorphous Selenium Photodetectors for Low-Photon and VUV Detection at Cryogenic Temperatures},
author = {M. Rooks and S. Abbaszadeh and J. Asaadi and V. A. Chirayath and M. Febbraro and M. Á. García-Peris and E. Gramellini and K. Hellier and B. Sudarsan and I. Tzoka},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.18497},
year = {2025}
}