本文给出了由高能物理研究所设计、中国科学院微电子研究所制备的50 µm 厚低增益雪崩探测器 (LGAD) 传感器的模拟和测试结果。制备了三片晶圆,每片晶圆采用四种不同的增益层注入剂量。制备过程中采用了不同的生产工艺,包括改变 n++ 层注入能量和碳共注入。测试结果表明,从电容-电压特性来看,增益层剂量较高的 IHEP-IME 传感器具有较低的击穿电压和较高的增益层电压,这与 TCAD 模拟结果一致。Beta 测试结果表明,IHEP-IME 传感器在高压下工作时的时间分辨率优于 35ps,辐照前 IHEP-IME 传感器收集的电荷大于 15fC,满足 ATLAS HGTD 项目对传感器辐照前的要求。关键词:低增益雪崩探测器(LGAD),注入剂量,击穿电压,时间分辨率,电荷收集电子邮件地址:zhaomei@ihep.ac.cn (Mei Zhao)
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雪崩效应是密码学的一个基本原理,它确保输入的微小变化(例如单个位更改)会导致输出的显著变化。本研究通过分析明文和密钥中单位和双位变化的影响,检查了简化数据加密标准 (S-DES) 中的雪崩效应。S-DES 是数据加密标准的一个简化变体,可作为理解密码原理的教育工具。通过实证测试,我们观察到 8 位明文中的单个位更改如何导致生成的密文发生显著变化,证明了输入和输出之间的非线性关系。分析扩展到双位变化,揭示了持续显著的雪崩效应,其中两个改变的位比单个位变化产生更大的密文变化。此外,我们探讨了密钥中位变化的含义,展示了这些修改如何进一步破坏加密过程并增强安全性。
我们展示了与 InP 衬底几乎晶格匹配的低噪声随机合金 (RA) Al 0.85 Ga 0.15 AsSb(以下简称 AlGaAsSb)雪崩光电二极管 (APD)。与数字合金 (DA) 相比,RA 由于易于生长而易于制造。910 nm 厚的 RA AlGaAsSb 在 450 C 左右的低温下生长,通过抑制吸附原子的表面迁移率来减轻相分离。通过 X 射线衍射、Nomarski 和原子力显微镜图像验证了 RA AlGaAsSb 材料的高质量。电容-电压测量发现背景掺杂浓度为 6-7 10 14 cm 3,表明 RA AlGaAsSb 材料中的杂质密度非常低。电流-电压测量是在室温下黑暗条件和 455 nm 激光照射下进行的。击穿发生在 58 V 时。增益为 10 时,暗电流密度为 70 l A/cm 2 。该值比之前报道的 DA AlAs 0.56 Sb 0.44 APD [Yi 等人,Nat. Photonics 13, 683 (2019)] 低三个数量级,比 DA AlGaAsSb [Lee 等人,Appl. Phys. Lett. 118, 081106 (2021)] 低一个数量级,与 RA AlInAsSb APD [Kodati 等人,Appl. Phys. Lett. 118, 091101 (2021)] 相当。此外,测得的过量噪声显示 k(碰撞电离系数比)较低,为 0.01。这些噪声特性使 RA AlGaAsSb 倍增器适合商业应用,例如光通信和 LiDAR 系统。
摘要 - 我们介绍了新的INGAAS/INP单光雪崩二极管(SPAD)的设计和实验性 - 具有两个不同直径的二极管:i)10 µm设备,适用于基于光学的量子量子应用; ii)一个25 µm的一个,更适合自由空间应用。与上一代相比,我们改进了双锌扩散的设计并优化了层结构。我们在225 K和5 V多余的偏置下分别达到了低黑暗计数率,分别为10 µm和25 µM设备,在10 µM检测器时,分别在175 K时下降到每秒几十秒。在5 V多余的偏置和225 K温度下,这两个设备还显示出较高的光子检测效率(1064 nm时为33%,在1310 nm处为31%,在10 µM Spad中为1550 nm时25%)。通过自定义读数集成电路测量了后泵,实现了非常低的概率值。时机抖动与上一代设备相媲美。
1 里斯本大学理学院天体物理和引力中心 (CENTRA),坎普大区,里斯本 1749-016,葡萄牙; ana.sousa@synopsisplanet.com (广告); pintografael@gmail.com (RP); bac@sim.ul.pt (BC); bnarribas@gmail.com(印度); hugo.onderwater@synopsisplanet.com (HO); prgordo@fc.ul.pt (PG) 2 Synopsis Planet,Advance Engineering Unipessoal LDA,2810-174 Almada,葡萄牙 3 里斯本大学科学学院天体物理和空间科学研究所,Campo Grande,1749-016 Lisbon,葡萄牙; maabreu@fc.ul.pt 4 里斯本大学高等技术学院(IDMEC),Av. Rovisco Pais 1, 1049-001 里斯本,葡萄牙 5 蔚蓝海岸大学,蔚蓝海岸天文台,法国国家科研中心,拉格朗日实验室,06304 尼斯,法国; patrick.michel@oca.eu * 通信地址:ruimelicio@gmail.com;电话:+351-218-417-351
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硅雪崩光二极管(APD)被广泛用作光子探测器,但是它们也可用于检测具有能量𝐸𝐸100keV的电子。尤其是,近年来对APD的使用来检测中等能量范围(10-100 KEV)的电子,特别是对于空间任务中的应用[1-3],APD耐用性与对磁场对磁场的敏感性相结合,具有吸引人的特征。虽然已经进行了一些研究使用APD来检测低能电荷颗粒[4],但使用APD来检测低(<1 keV)的能量电子是一个较少研究的领域,这是这项工作的主题。本文介绍的结果是在新型UV光检测器(Nanouv)开发的背景下产生的,并具有由垂直分配的碳纳米管制成的光(5-8]。垂直分配的碳纳米管可以使用化学蒸气沉积技术[9]生长至几百μm的长度,结果是获得高度各向异性的材料,并获得了管道方向的理想情况下,具有理想的消失密度[10,11]。由这种材料制成的光电行为可以显着降低照相电子重新吸收的可能性,这是现代紫外线探测器的不良效率的主要原因,因为光电子将直接散发到真空中,并且能够使纳米纤维ex nanotubes exul is the Mommante is pare the tube tube tube ubsum tube ubsum tub tubsum tubsum tubsum tub tub。然后通过施加的电势δ𝑉10kV加速电子,然后由位于真空管另一端的硅APD检测到长达几厘米。在图中可以看到Nanouv检测器概念的示意图1。
摘要:高粒度定时探测器(HGTD)是ATLAS二期升级的重要组成部分,用于应对极高的堆积密度(平均每个束流团穿越的相互作用次数可达200次)。利用径迹的精确定时信息(σt~30ps),可以在“四维”空间进行径迹到顶点的关联。传感器选用低增益雪崩探测器(LGAD)技术,可提供所需的定时分辨率和良好的信噪比。日本滨松光子学株式会社(HPK)已生产出厚度为35 μm和50 μm的LGAD,中国科学技术大学也与中国科学院微电子研究所(IME)合作开发并生产了50 μm LGAD样机。为评估抗辐照性能,传感器在JSI反应堆设施中接受中子辐照,并在中国科学技术大学进行测试。在室温(20 ℃ )或−30 ℃ 下,通过I-V和C-V测量表征辐照对增益层和本体的影响。提取了击穿电压和耗尽电压,并将其表示为通量函数。受体去除模型的最终拟合得出HPK-1.2、HPK-3.2和USTC-1.1-W8的c因子分别为3.06×10 −16 cm −2、3.89×10 −16 cm −2和4.12×10 −16 cm −2,表明HPK-1.2传感器具有最耐辐照的增益层。采用一种新颖的分析方法进一步利用数据得到c因子与初始掺杂浓度之间的关系。关键词:LGAD;HGTD;定时探测器;硅探测器中图分类号:TL814文献标识码:A
堆积作用的显著增加是高亮度 (HL) LHC 运行阶段物理项目面临的主要实验挑战之一。作为 ATLAS 升级计划的一部分,高粒度计时探测器 (HGTD) 旨在减轻前向区域的堆积效应并测量每束团的光度。HGTD 基于低增益雪崩探测器 (LGAD) 技术,覆盖 2.4 到 4.0 之间的伪快速度区域,将提供高精度计时信息,以区分在空间上靠近但在时间上相隔很远的碰撞。除了具有抗辐射功能外,LGAD 传感器还应在寿命开始时为最小电离粒子提供每轨 30 ps 的时间分辨率,在 HL-LHC 运行结束时增加到 75 ps。本文介绍了 2021-2022 年 CERN SPS 和 DESY 使用测试光束研究的来自不同供应商的几种辐照 LGAD 的性能。这项研究涵盖了 LGAD 在收集电荷、时间分辨率和命中效率方面的有希望的结果。在大多数情况下,对于高辐照传感器(2.5 × 10 15 n eq / cm 2 ),测量的时间分辨率小于 50 ps。