接受掺浆去除在HPK LGAD中系统性研究
仪器与探测器
2026-04-28 v1 高能物理 - 实验
摘要
低增益雪化糖二级管(LGADs)是一种具有内部电荷放大特性的高速硅片探测器，是未来高能强子对撞机中精密时序层的关键候选方案。然而，受器官去除影响，其在恶劣辐射环境下的运行受限，这种现象会降低活性受体浓度，进而劣化所需用于雪化放大的内部电场。因此，提高增益层的辐射容忍度对于未来的4D追踪应用至关重要。本文研究了与Hamamatsu Photonics K.K. (HPK)合作生产的若干LGAD原型器件，这些器件采用了修改后的增益层设计，包括氧化物掺杂、碳离子植入以及硼-磷掺和结构。传感器在中子子和堆栈中子辐射后进行测试。通过从IV测量中提取受体去除系数以及恢复辐射后时序性能所需的工作电压来表征辐射容忍度。结果表明，在所研究的几种方法中，只有碳离子植入能够显著提高辐射容忍度。相比之下，氧化物相关修改（包括部分激活硼(PAB)方法）或增益层掺和本身均未取得显著改进，且掺和碳离子植入的结构在碳单独方案的情况下未显示出明显优势。此外，发现受体去除系数随辐射粒子类型和能量而异。
引用
@article{arxiv.2604.23956,
title = {Systematic Investigation of Acceptor Removal in HPK LGADs with Modified Gain Layers},
author = {Yua Murayama and Mahiro Kobayashi and Tomoka Imamura and Koji Nakamura and Issei Horikoshi and Koji Sato and Masato Terada and Minoru Hirose and Tatsuya Masubuchi and Sayuka Kita},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.23956},
year = {2026}
}
备注
To be submitted to NIMA