AstroPix4 高压CMOS活性像素传感器的伽马射线响应评估

AstroPix是一种新型的高压CMOS活性像素传感器，正在为下一代伽马射线太空望远镜AMEGO-X开发。为满足AMEGO-X仪器要求，AstroPix必须实现其$500~\rm{\mu m}$厚、$500~\rm{\mu m}$阵列间距的像素的完全耗尽。它必须对$25-700$ keV范围内的伽马射线敏感，且在122 keV处的能量分辨率需小于10%。此外，鉴于其太空基质，AstroPix的功耗需低于$1.5~\rm{mW/{cm}^2}$。我们报告了最新版本AstroPix（即AstroPix4）的伽马射线响应。该芯片包含$16\times 13$个$500~\rm{\mu m}$阵列间距的像素。功耗估计约为$2~\rm{mW/{cm}^2}$，约为前一版本能耗的一半。输入电容降低，允许检测来自$\rm{^{57}Co}$的14 keV光谱峰，并在122 keV处实现约14%的能量分辨率。动态范围估计为从14 keV到$\sim250$ keV。我们发现传感器耗尽层如预期般扩大，在-240 V偏置下测得的耗尽深度约为$90~\rm{\mu m}$。