摘要:在过去的几年中,在多次光束测试活动中观察到,当在比实验室测试期间安全操作电压低得多的电压下操作时,辐照的 LGAD 传感器会断裂,并留下典型的星形烧痕。本文提出的研究旨在确定这些传感器可以承受的安全工作电压。作为 ATLAS 高粒度定时探测器 (HGTD) 光束测试的一部分,来自不同制造商的许多辐照传感器在两个测试光束设施 DESY(汉堡)和 CERN-SPS(日内瓦)中进行了测试。将样品放置在光束中并长时间保持在偏压下,以使每个传感器上穿过的粒子数量达到最高。两次光束测试都得出了类似的结论,即当传感器中的平均电场大于 12 V/μm 时,这些破坏性事件就会开始发生。
摘要:ALTIROC2 是一款 225 通道 ASIC,采用 CMOS 130 nm 设计,用于读取 ATLAS HGTD(高粒度定时探测器)的 15 x 15 矩阵 1.3 mm x 1.3 mm 低增益雪崩二极管 (LGAD)。传感器及其读出电子设备的目标组合时间分辨率为 35 ps/hit(初始)至 65 ps/hit(工作寿命结束)。每个 ASIC 通道都集成了一个高速前置放大器,后接一个高速鉴别器和两个 TDC,用于到达时间和超阈值时间测量以及本地存储器。该前端必须表现出极低的抖动噪声,同时保持每通道低于 4.5 mW 的功耗。本会议论文总结了 ASIC 架构、与模拟相比的测量性能以及 ATLAS HGTD 实验的要求。
ATLAS:8 个实验室,120 名物理学家(包括博士后和博士生)Pixels、LAr、Tilecal、DAQ | +HGTD CMS:3 个实验室,75 名物理学家 Tracker、ECAL、Muon | +HGCAL + CC-IN2P3(计算中心,LHC T1)+ Omega(微电子)+ AICP(CERN 支持单位)
•PFO始终用作输入。•对于向前的区域,包括新的HGTD变量,包括Topo塔和轨道信息。•对于中央区域,还添加了轨道。•这些与PFO串联,并引入了附加变量(取决于对象)。这种方法遵循塞缪尔的实施:幻灯片
摘要 — 低增益雪崩二极管(LGAD)用于高粒度定时探测器(HGTD),它将用于升级 ATLAS 实验。首批 IHEP-IME LGAD 传感器由高能物理研究所(IHEP)设计,微电子研究所(IME)制造。三个 IHEP-IME 传感器(W1、W7 和 W8)接受中子辐照,辐照剂量高达 2.5 × 10 15 n eq / cm 2,以研究中子浅碳和深 N++ 层对辐照硬度的影响。以 W7 为参考,W1 施加了额外的浅碳,W8 具有更深的 N++ 层。在Bete望远镜测试中测得的3个IHEP-IME传感器的漏电流、收集电荷和时间分辨率均满足HGTD的要求(在2.5×1015neq/cm2辐照剂量后<125µA/cm2、>4fC和<70ps)。碳层较浅的W1传感器抗辐射能力最强,N++层较深的W8传感器抗辐射能力最差。
摘要:将在ATLAS实验中安装高粒度定时检测器(HGTD),以减轻大型强子撞机(LHC)在CERN的高光度(HL)期间的堆积效应。低增益雪崩探测器(LGADS)将提供颗粒到HGTD的到达时间的高精度测量值,从而改善粒子范围的分配。为了应对高辐射环境,通过在增益层中添加碳来优化LGAD,从而降低了照射后的受体去除率。来自不同供应商的几种富含碳的LGAD传感器的性能,并以1.5和2的高流量进行照射。5×10 15 N EQ /cm 2,在2021年和2022年的横梁测试活动中已在Cern SPS和Desy中进行了测量。本文介绍了与示波器记录的数据获得的结果,该示波器与光束望远镜同步,该示波器在几μm的分辨率内提供了粒子位置信息。提出了收集的电荷,时间分辨率和效率测量值。此外,还研究了效率均匀性,这是入射粒子在传感器垫中的位置的函数。
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。
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
摘要:在过去的几年中,在多次光束测试活动中观察到,当在比实验室测试期间安全操作电压低得多的电压下操作时,辐照的 LGAD 传感器会断裂,并留下典型的星形烧痕。本文介绍的研究旨在确定这些传感器可以承受的安全工作电压。作为 ATLAS 高粒度定时探测器 (HGTD) 光束测试的一部分,来自不同制造商的许多辐照传感器在两个测试光束设施 DESY(汉堡)和 CERN-SPS(日内瓦)中进行了测试。将样品放置在光束中并长时间保持偏压,以使每个传感器上穿过的粒子数量达到最高。两次光束测试都得出了类似的结论,即当传感器中的平均电场大于 12 V/µ m 时,这些破坏性事件就会开始发生。
摘要:在过去的几年中,在几次梁测试活动中观察到,在电压下运行的电压比在实验室测试中安全操作的电压低得多时,它辐照了LGAD传感器的典型恒星形燃烧标记。本文提出的研究旨在确定这些传感器可以承受的安全工作电压。作为Atlas高粒度定时检测器(HGTD)梁测试的一部分,在两个测试梁设施(Hamburg)和Cern-SPS(Hamburg)和Cern-SP(Geneva)中测试了许多来自各种生产者的辐照传感器。将样品放在梁中,并在很长一段时间内保持偏置,以达到越过每个传感器的大量颗粒。两种光束测试都得出了类似的结论,即当传感器中的平均电场大于12 v/μm时,这些破坏性事件开始发生。