厚型 p 通道 skipper-CCD 受质子致损的表征

本文对两个在无偏置、室温下接受 217 MeV 质子辐照后， fluence 约为 10^10~protons/cm^2 的厚型 p 通道 skipper-CCD 进行辐射损伤表征。我们评估了传感器的整体性能，并在接受此类辐照后展示了其单电子/单光子灵敏度。通过口袋抽水技术，对质子致损伤进行量化和表征。我们报告了位于位移损伤剂量为 $2.3\times10^7$~MeV/g 时的整体陷阱密度为 0.134~traps/pixel。识别出三类主要质子致陷阱：V$_2$、C$_i$O$_i$ 和 V$_n$O$_m$，并提取了其特征陷阱能及横截面。我们发现尽管空位对是最常见的质子致损伤，但 C$_i$O$_i$ 损伤在典型工作温度下对电荷完整性的影响更大，因为其发射时间常数相当或大于典型读出时间。为了估计电离损伤，我们测量了特征输出晶体管曲线，结果显示辐照后无阈值电压位移。我们的结果凸显了 skipper-CCD 在需要高辐射容差性应用中的潜力，可用于寻找减轻辐射损伤影响的工作条件。