微六角腔像素探测器在气体放电与雪崩模式下的运行与性能

微六角腔面板（muHex）是一种新型气体微图案粒子探测器，由密集排布的紧密六角像素阵列构成，每个像素作为电离辐射的独立探测单元。它是源自等离子体面板探测器和微腔探测器的第二代探测器。muHex 正在开发中，旨在部署为可扩展、快定时（ns 级）且气密密封、具有高计数率（> 100 KHz/cm^2）能力的气体径迹探测器。本文所报道的器件制备为 16 x 16 像素阵列，其六角形单元边长为 2 mm、深 1 mm，嵌入于 1.4 mm 薄的玻璃陶瓷晶圆中。单元壁为金属化阴极，通过导电通孔连接至高压总线。阳极为丝网印刷在上衬底上的直径 457 微米的金属圆盘。探测器充入工作气体至近 1 atm，随后用截止阀封闭。它们已在雪崩模式与气体放电模式下运行，产生 mV 至 V 量级信号，上升时间约为 1 至 3 ns。放电模式运行由每个像素位点高压总线上的高阻抗淬灭电阻实现。结果表明，每个独立像素均表现为孤立探测单元，对放射源 β 粒子与宇宙线 μ 子均具有高单像素本征效率。已观测到在无气流情况下以连续雪崩模式运行数日，击中率超过 300 KHz/cm^2。文中给出了像素隔离度、定时响应、效率、击中率与计数率稳定性的测量结果。