用于 LHC 二期升级及更长远的硅探测器：RD50 进展报告
仪器与探测器
2019-10-15 v1 高能物理 - 实验
摘要
为获取最大物理潜能，计划显著提高 LHC 的亮度。尤其是预计于 2023 年进行的二期升级将意味着前所未有的辐射水平，远超当前所用硅径迹探测器的极限。ATLAS、CMS 和 LHCb 正在研究全硅中央径迹探测器，其最内层将采用极耐辐射的硅传感器。在 RD50 合作组内，一项大型研发计划已跨越实验边界开展十余年，以开发具有足够辐射耐受性的硅传感器用于 HL-LHC 径迹探测器。RD50 近期研究的关键领域包括新的传感器制造技术，如 HV-CMOS，其利用了半导体工业中 CMOS 工艺的广泛可用性，且相较于通常在大尺寸小晶圆上生产粒子探测器的高度专业化代工厂价格极具竞争力。我们也寻求更深入理解宏观传感器特性（如辐射引起的漏电流增加、掺杂浓度和俘获）与缺陷尺度微观特性之间的关联。另一项强劲活动是开发先进传感器类型如 3D 硅探测器，其为 HL-LHC 顶点层预期的极端辐射水平而设计。进一步的关注领域是 LGAD，其在传感器中构建了用于产生高场区的专用倍增层。LGAD 的特征在于辐照后仍有高信号且相较于传统硅探测器信号极快，这使其成为 HL-LHC 中 ATLAS 和 CMS 定时层的理想候选。我们将介绍上述若干硅探测器技术以及在对应 HL-LHC 注量乃至部分超越该注量的辐射水平下的最新技术状态。
引用
@article{arxiv.1910.06045,
title = {Silicon detectors for the LHC Phase-II upgrade and beyond. RD50 status report},
author = {Marco Mandurrino},
journal= {arXiv preprint arXiv:1910.06045},
year = {2019}
}