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高粒度定时探测器低增益雪崩探测器原型的辐射硬度特性
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