超级τ-粲设施中MAPS及基于MAPS的内径迹探测器模拟

单片活性像素传感器（MAPS）是超级τ-粲设施（STCF）内径迹探测器的有前景候选探测器。为评估MAPS及基于MAPS的内径迹探测器的性能，开发了专用的模拟工作流程，为探测器设计和优化提供了重要见解。通过技术计算机辅助设计（TCAD）和蒙特卡洛模拟的结合，研究了使用多种制造工艺和像素几何设计的MAPS的内在特性。使用最小电离粒子和^{55}Fe X射线进行了模拟，以评估检测效率、簇尺寸、空间分辨率和电荷收集效率等关键参数。基于这些评估，具有条状像素和高电阻率外延层的MAPS传感器被选定为STCF内径迹探测器的基准传感器设计。利用这一优化的MAPS设计，对三层基于MAPS的内径迹探测器进行了建模和模拟。模拟结果表明，对于来自相互作用点的1 GeV/c μ^-粒子，平均检测效率超过99%，z方向空间分辨率为44.8 μm，r-φ方向空间分辨率为8.2 μm，内在传感器时间分辨率为5.9 ns。这些有前景的结果表明，基于MAPS的内径迹探测器满足了STCF实验的性能要求。