LGAD探测器的增益与时间分辨率的温度依赖性
仪器与探测器
2026-04-28 v2 高能物理 - 实验
摘要
低增益雪化数二极管（LGAD）提供适中内部增益和数十皮秒级的时间分辨率，使其成为高能物理学及更广泛应用领域的超快时序技术的关键。然而，它们的增益和时序特征随反向偏置电压和温度而强烈变化。本工作建立了一个紧凑的解析框架，用于描述通过等效表示代表性增益层的多温度LGAD增益和时序行为。非均匀乘法区被替换为等效矩形增益层，推导出保持恒定增益的一次偏置补偿关系，并得到验证。利用由IHEP设计、由IME制造的LGAD的多温度测量数据，以及独立的HPK数据集，我们展示，增益电压曲线族可从参考温度主曲线中重建，大幅减少了表征工作量。随后将相同思想扩展到时序，通过将总时序分辨率分解为抖动和本征组成分，并将其温度依赖性表示为分量级等效偏置偏移。 resulting framework provides a function-level description of multi-temperature LGAD time-resolution curves and offers a practical tool for calibration, operation, and reduced-density characterization of LGAD-based ultrafast timing systems.
引用
@article{arxiv.2509.08406,
title = {Temperature Dependence of Gain and Time Resolution in LGAD Detectors},
author = {Weiyi Sun and Mengzhao Li and Mei Zhao and Zhijun Liang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.08406},
year = {2026}
}