面向未来对撞机的双端读出条形 LGAD 探测器研制

低增益雪崩二极管（LGAD）是一种新型硅探测器，因其优异的时间分辨率在粒子物理实验中具有广阔的应用前景。在 ATLAS 实验中，像素尺寸为 1.3 mm $\times$ 1.3 mm 的 LGAD 被用于构建高粒度定时探测器（HGTD），以解决堆积问题。同时，环形正负电子对撞机（CEPC）也提出了使用 LGAD 的探测器。然而，像素 LGAD 表现出更高的读出电子学密度和成本，这在一定程度上限制了 LGAD 的应用。为了降低读出电子学密度，中国科学院高能物理研究所（IHEP）设计了更大面积的条形 LGAD。这些条形 LGAD 的长度均为 19 mm，但宽度分别为 1.0 mm、0.5 mm 和 0.3 mm。本文详细介绍了这些条形 LGAD 的设计参数，并测试了它们的电气特性，包括漏电流、击穿电压、耗尽电容等。利用 beta 源测试系统研究了三种条形 LGAD 传感器的时间分辨率和信噪比。首次利用皮秒激光测试系统测试并分析了平行于条形方向的位置分辨率。测试表明，条形 LGAD 的时间分辨率可达约 37.5 ps，平行于条形方向的位置分辨率优于 1 mm。