高能质子辐照硅条传感器性能研究

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"质子辐照硅片传感器.pdf" 这篇文档主要探讨了硅片传感器在高能粒子实验中的应用,特别是质子辐照对其性能的影响。文章来自《核仪器与物理研究方法A》期刊,详细研究了在质子通量达到10^17 neq/cm²的情况下,硅条传感器的特性变化。 关键词包括:硅、条形传感器、未来对撞机实验、10^17 neq/cm²。这表明研究集中在硅半导体技术在高亮度大型强子对撞机(HL-LHC)升级实验中的应用,以及在更高粒子通量环境下,如未来的强子对撞机实验,如何应对辐射效应。 摘要指出,硅半导体探测器技术已经被用于HL-LHC的高亮度升级实验中,特别是在接近碰撞点的内部区域进行精确跟踪。在这些区域内,穿越的粒子通量可高达1×10^16 1-MeV neq/cm²。未来,对撞机可能会提供更高的亮度来进行稀有物理现象的搜索,这就要求探测器能够承受更大的辐射剂量。 在本文中,作者Katsuya Sato等人来自日本筑波大学、日本高能加速器研究机构(KEK)和九州大学,他们对被质子辐照至10^17 neq/cm²的硅条传感器进行了深入研究。这种高剂量的质子辐照会导致硅传感器出现性能退化,例如电荷收集效率降低、噪声增加以及传感器的热稳定性变化等。通过实验和分析,研究人员旨在理解这些效应,以便为设计能够在极端环境条件下工作的更耐辐射的传感器提供理论依据。 此外,文章可能还涵盖了以下内容: 1. 辐照效应的量化:可能详细描述了在不同质子通量下,硅条传感器的各项性能指标的变化,如漏电流、电荷收集效率、响应均匀性和传感器的噪声水平。 2. 材料老化模型:研究可能涉及了描述硅材料在高剂量辐射下老化的理论模型,以及这些模型如何帮助预测长期运行后的传感器性能。 3. 实验方法:实验设置、数据采集和分析过程的描述,以及用于评估和表征传感器性能的技术。 4. 抗辐射设计策略:可能讨论了采用不同材料、结构或工艺改进以提高传感器对辐射的抗性的策略。 5. 应用前景:在未来的高亮度对撞机实验中,如何利用这些研究结果来优化探测器设计,以确保在极端辐射环境中保持高性能。 这篇文章是关于硅半导体传感器在高辐射环境下的性能研究,对于理解和优化这类传感器在粒子物理学实验中的应用具有重要意义。通过深入研究,科研人员可以开发出更耐用、性能更稳定的传感器,以适应未来对撞机实验的需求。