$\mathrm{Gd_3(Ga, Al)_5O_{12}}$:Ce 陷阱体在低温下的性能
仪器与探测器
2025-10-23 v2 天体物理仪器与方法
摘要
最近几年已提出首个用于气球载任务的 cryogenic 探测器。此类任务中，仪器将暴露于上层大气的高辐射环境。该辐射可在测量中引入显著背景，通过使用抗反冲盾可予以缓解。对于硬 X射线和伽马射线探测器，该盾通常由光电倍增管组成，或更近期地使用与陷阱体耦合的硅光电倍增管。当使用 cryogenic 探测器时，盾可置于整个 cryostat 周围，导致其体积大、重量沉重且成本高昂。针对这一问题，ASCENT (A SuperConducting ENergetic x-ray Telescope) 任务计划在其中使用过渡边缘探测器 (TED)，因此考虑将盾置于内部。这带来了一个挑战，即在 cryogenic 温度下运行该系统。为此，我们首次测试了两种不同类型的 GAGG:Ce 陷阱体在 15 mK 以下的性能。尽管在温度变化时，衰减时间和光收率存在显著差异，但在 4 K 时，其性能与室温性能相当。此外，发现两种 GAGG:Ce 在约 2 K 附近出现意外行为，为此开展了更深入的研究。总体而言，研究表明，材料的组合将允许在数开尔文温度下生产功能性抗反冲盾。
关键词
引用
@article{arxiv.2508.13844,
title = {Low-temperature Performance of $\mathrm{Gd_3(Ga, Al)_5O_{12}}$:Ce Scintillators},
author = {Merlin Kole and Kasun Wimalasena and Richard Gorby and Torsten Diesel and Zachary Greenberg and Fabian Kislat},
journal= {arXiv preprint arXiv:2508.13844},
year = {2025}
}
备注
Submitted to Journal of Low Temperature Physics