超快硅探测器增益层设计的优化
仪器与探测器
2022-05-18 v3 高能物理 - 实验
摘要
过去几年中，精确测量高能物理实验中产生粒子的空间与时间坐标的需求推动了硅传感器领域的强力研发。在这些研究活动中，所谓超快硅探测器（UFSDs）——基于低增益雪崩二极管（LGAD）设计、针对计时优化的硅传感器——已被CMS和ATLAS合作组提出并分别用于其计时层。超快硅探测器（UFSDs）的决定性特征是内部倍增机制，由增益层设计决定。本文报道并比较了若干类增益层用配备Sr 源望远镜仪器的测量结果。所测传感器由Fondazione Bruno Kessler（FBK）与Hamamatsu Photonics（HPK）生产。无论全新还是辐照后均表现最佳的传感器是一款FBK 45\mum厚、具有碳化深增益注入的传感器，其中碳与硼注入以低热负载同步退火。该传感器能够实现40~ps的时间分辨率，直至\fluence{2.5}{15}的辐射通量，并提供至少5~fC的电荷。
引用
@article{arxiv.2112.00561,
title = {Optimization of the Gain Layer Design of Ultra-Fast Silicon Detectors},
author = {Federico Siviero and Roberta Arcidiacono and Giacomo Borghi and Maurizio Boscardin and Nicolo Cartiglia and Matteo Centis Vignali and Marco Costa and Gian Franco Dalla Betta and Marco Ferrero and Francesco Ficorella and Giulia Gioachin and Marco Mandurrino and Simone Mazza and Luca Menzio and Lucio Pancheri and Giovanni Paternoster and Hartmut F. W. Sadrozinski and Abraham Seiden and Valentina Sola and Marta Tornago},
journal= {arXiv preprint arXiv:2112.00561},
year = {2022}
}
备注
v3 revised version as requested by Editor