用于 ATLAS 内部径迹仪升级的新型薄型 N-in-P 平面像素模块的表征

ATLAS 实验将于2026年开始运行的 LHC 高亮度阶段（HL-LHC）对其径迹系统进行重大升级。像素探测器最内层将面临最严峻的挑战，其必须承受高达 $1.4\times10^{16}\,$n$_\text{eq}$/cm$^{2}$ 的辐射注量。薄型平面像素模块因材料预算小且辐照后电荷收集效率高，成为装备这些层的有力候选者。将厚度为 $100-200\,\mu$m 的传感器与 FE-I4 读出芯片互连，并使用放射性源以及在 CERN-SPS 和 DESY 的测试束进行表征。比较了注量高达 $5\times 10^{15}\,$n$_\text{eq}$/cm$^{2}$ 的辐照传感器在电荷收集和命中效率方面的性能。高细分传感器是 HL-LHC 下像素系统前向区域径迹重建的挑战。为了重现高赝快度下 $50$x$50\,\mu$m$^2$ 像素的性能，在相对于像素短边大入射角（$80^\circ$）的测试束中，对辐照前后的 FE-I4 兼容平面像素传感器进行了研究。将展示关于簇形状和命中效率的结果。