LGAD 作为下一代 μSR 光谱仪探测器的潜力测试
仪器与探测器
2025-06-05 v2 高能物理 - 实验
摘要
缪子自旋旋转/弛豫/共振（μSR）是一种用于在微观层面研究材料磁性质的通用且强大的非破坏性技术。μSR 技术通常利用粒子加速器设施产生的完全自旋极化的正缪子束，测量缪子自旋极化在样品内部的演化，以提取有关材料局部磁环境的信息。随着加速器技术的发展，缪子束的强度正在持续提高，这将导致 μSR 光谱仪中的堆积问题。中国首个缪子源 MELODY 目前正在建设中，由于 CSNS 加速器系统的限制，将以仅 1 Hz 的重复频率运行脉冲式缪子源。因此，有强烈的动机以显著更高的缪子强度运行 MELODY。这需要对光谱仪内部的探测系统进行升级，使其体积更小、速度更快，以适应每脉冲缪子强度的增加。低增益雪崩二极管（LGAD）以其典型的 2 ns 脉冲宽度和厘米量级的分割尺寸，有潜力显著提高利用高强度脉冲缪子源的 μSR 光谱仪的计数率。因此，预计 LGAD 探测器是提升新 MELODY 缪子源下 μSR 光谱仪性能的有力候选方案。为验证这一点，在英国 Rutherford Appleton Laboratory 的 ISIS 脉冲缪子源上对 LGAD 进行了测试。本文将介绍候选 LGAD 器件的搭建以及随后对实验数据的分析。
引用
@article{arxiv.2505.10052,
title = {Test of LGAD as Potential Next-Generation {\mu}SR Spectrometer Detectors},
author = {Yuhang Guo and Qiang Li and Yu Bao and Ziwen Pan and You Lv and Rhea Stewart and Adrian Hillier and Stephen Cottrell and Peter Baker and James Lord and Lei Liu and Zhijun Liang and Mengzhao Li and Mei Zhao and Gaobo Xu and Meichan Feng},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.10052},
year = {2025}
}