短程电荷注入后位置敏感平面 p-on-n 硅探测器中信号形成的模拟研究
仪器与探测器
2017-10-05 v3
摘要
分段硅探测器（微像素和微条）是用于 CERN 大型强子对撞机（LHC）实验内部径迹探测器的主要探测器类型。由于高亮度和最终的高注量，需要具有快速响应以适配 20 ns 短整形时间且具备足够辐射硬度的探测器。在 Ioffe 研究所进行的测量显示了探测器对短程电荷注入的脉冲极性反转。由于测得的负信号约为峰值正信号的 30-60%，该效应即使在未辐照探测器中也强烈降低了 CCE。为了进一步研究该现象，测量已被 TCAD 模拟所复现。如同测量，该模拟研究应用于几何结构类似于为 ATLAS 实验开发的那些 p-on-n 条带探测器，以及 Ioffe 研究所设计的 p-on-n 条带探测器（其每条带在覆盖 p 注入区的金属化层上有一个窗口，允许在条带注入区下方产生电子-空穴对）。进行了红激光扫描穿过条带和条带间隙，改变激光直径和 Si-SiO 界面电荷密度。结果验证了实验观察到的沿条带间隙扫描的负响应。当激光光斑位于条带 p 注入区上时，负响应消失，且 active 条带上的收集电荷成比例增加。模拟结果提供了对氧化层电荷密度在信号形成中影响的进一步洞察和理解。所观察到的效应以及不同电荷注入位置下探测器响应的细节在 Ramo 定理框架下进行了讨论。
引用
@article{arxiv.1704.03442,
title = {Simulation study of signal formation in position sensitive planar p-on-n silicon detectors after short range charge injection},
author = {Timo Peltola and Vladimir Eremin and Elena Verbitskaya and Jaakko Härkönen},
journal= {arXiv preprint arXiv:1704.03442},
year = {2017}
}
备注
29 pages, 21 figures, 1 table