利用电荷灵敏放大器电路改善X射线天文SOI像素探测器的能谱性能
天体物理仪器与方法
2016-03-22 v1
摘要
我们一直基于绝缘体上硅(SOI)像素技术为未来的X射线天文卫星开发名为“XRPIX”的单片有源像素传感器系列。XRPIX系列提供高符合时间分辨率(~1 μs)、优越的读出时间(~10 μs)和宽能量范围(0.5–40 keV)。在先前的研究中，我们通过XRPIX2b的事件驱动读出成功演示了X射线探测。我们在此报告能谱性能的最新改进。我们通过减小源于埋入式p阱(BPW)的灵敏节点寄生电容，成功增加了XRPIX2b的增益并降低了读出噪声。另一方面，我们发现当采用小BPW时，由于电荷收集效率的损失，能谱响应中出现显著的拖尾结构。因此，我们通过引入像素内电荷灵敏放大器而非使用更小的BPW，提高了XRPIX3b的增益。我们最终实现了35 e⁻ (rms)的读出噪声和6 keV处320 eV (FWHM)的能量分辨率，且无显著的电荷收集效率损失。
引用
@article{arxiv.1603.06540,
title = {Improvement of Spectroscopic Performance using a Charge-sensitive Amplifier Circuit for an X-Ray Astronomical SOI Pixel Detector},
author = {Ayaki Takeda and Takeshi Go Tsuru and Takaaki Tanaka and Hiroyuki Uchida and Hideaki Matsumura and Yasuo Arai and Koji Mori and Yusuke Nishioka and Ryota Takenaka and Takayoshi Kohmura and Shinya Nakashima and Shoji Kawahito and Keiichiro Kagawa and Keita Yasutomi and Hiroki Kamehama and Sumeet Shrestha},
journal= {arXiv preprint arXiv:1603.06540},
year = {2016}
}
备注
8 pages, 10 figures, Published for publication in JINST (published 5 June 2015), Conference proceedings for the 7th International Workshop on Semiconductor Pixel Detectors for Particles and Imaging (PIXEL2014), 1 - 5 Sep 2014, Niagara Falls