HCF (HREXI Calibration Facility): Mapping out sub-pixel level responses from high resolution Cadmium Zinc Telluride (CZT) imaging X-ray detectors
哈佛大学的高分辨率高能X射线成像仪（HREXI）CZT探测器开发计划旨在开发用于宽视场编码孔径3-200 keV X射线望远镜的精细像素化CZT探测器的平铺阵列。在ProtoEXIST 2（P2）探测器平面中已经实现了$\simeq$ 600 $μm$的像素大小，CZT由NuSTAR ASIC读出。这为下一代HREXI探测器中更小的300 $μm$像素铺平了道路。本文介绍了一种新的HREXI校准设备（HCF），它能够在大约一天的时间尺度上对由明亮的X射线AmpTek Mini-X管源照射的2个$\times$ 2 cm CZT探测器组成的256个$cm^2$平铺阵列进行高分辨率亚像素级（100 $μm$）2D扫描。HCF是对用于扫描这些探测器的先前设备的显著改进，先前设备花费$\simeq$ 3周来完成类似探测器平面的1D扫描。此外，HCF具有在10 - 50 keV能量范围内以100 $μm$分辨率扫描CZT探测器（$32cm \times 32cm$）的大型平铺阵列的能力，这在以前是不可能的。本文介绍了HCF的设计，构造和实现的P2探测器平面的校准。
2020-04-08 astro-ph.IM physics.ins-det
Modeling and Simulation of Charge-Induced Signals in Photon-Counting CZT Detectors for Medical Imaging Applications
针对CZT光子计数探测器晶体缺陷导致性能下降的问题，提出考虑晶体空间变异性的高效计算模型，可精确仿真电荷感应信号（RMSE<0.70%），作为数字孪生以补偿杂质影响。
2024-05-24 eess.IV physics.ins-det
Long-Term Stability of Underground Operated CZT Detectors Based on the Analysis of Intrinsic $^{113}$Cd β$^{-}$-Decay
COBRA合作在地下设施LNGS（位于意大利的Gran Sasso的Nazionali del Gran Sasso）运行一个演示装置，以证明这一概念在寻找无中微子双β衰变方面的技术能力。该装置由64个CPG配置的$(1\times\!1\times\!1)$ cm $^{3}$ CZT探测器组成。该演示器的一个目的是测试CZT-CPG探测器在这样的设置中是否可以可靠地长期运行。该演示器已经在超低本底条件下运行了三年多，并收集了相当于218千克$\cdot$日暴露量的数据。本研究通过分析$^{113}$ Cd单β衰变的本征、四重禁戒非唯一性，重点研究了CZT探测器的长期稳定性。可以表明，CZT探测器可以长时间稳定运行，并且$^{113}$ Cd单β衰变可以用作实验运行时间期间探测器性能的内部监测器。
2015-08-13 nucl-ex physics.ins-det
Design and Testing of a Prototype Pixellated CZT Detector and Shield for Hard X-Ray Astronomy
我们报告的设计和实验室测试的原型成像CZT探测器打算在2000年4月的气球飞行测试。该探测器测试了建造大面积CZT阵列所需的几项关键技术，这是拟议的硬X射线天文任务所需的。两个10 mm x 10 mm x 5 mm CZT探测器，每个探测器具有间距为2.5 mm的1.9 mm像素的4 x 4阵列，将以"倒装芯片“方式安装在印刷电路板载体卡上;探测器将以平铺配置相隔0.3 mm放置，以便在两个晶体上保持像素间距。一种探测器是eV Products高压布里奇曼CZT，另一种是IMARAD水平布里奇曼材料。两种检测器均由PC/104单板机控制的32通道VA-TA ASIC读出。由塑料闪烁体包围的无源屏蔽/准直器从五个侧面包围探测器，并提供约45度的视场。将该仪器记录的背景光谱与单元件CZT检测器（10 mm x 10 mm x 2 mm高压Bridgman材料，来自eV Products）测量的背景光谱进行比较，该检测器配有相同的无源/塑料准直器，但后部包括有源BGO屏蔽。这个探测器以前曾由我们飞行过，完全由一个被动的盖子屏蔽。我们描述了各种系统的初步实验室结果，讨论了初始背景模拟，并描述了我们的气球飞行试验计划。
1999-10-13 astro-ph physics.ins-det
Time-based Selection of Kaonic Atom X-ray Events with Quasi-Hemispherical CZT Detectors at the DAFNE collider
本文利用准半球形CZT探测器在DA$Φ$NE对撞机上实现基于时间的事件选择，首次观测到Kaonic铝原子的两个X射线跃迁，展示了CZT探测器在高辐射环境中的应用潜力。
2025-11-04 physics.ins-det
Nuclear fuel imaging using position-sensitive detectors
本文研究用于乏核燃料组件检查的位置灵敏CZT PGET装置，通过Geant4模拟证明大尺寸像素化晶体可显著提高661.7 keV和1274 keV伽马射线的全吸收效率。
2025-01-08 physics.ins-det
Charge-sensitive front-end electronics with operational amplifiers for CdZnTe detectors
碲锌镉（CdZnTe，CZT）辐射探测器由于其在室温下的高空间分辨率和光谱能量性能而适用于各种应用。然而，最先进的检测器系统需要高性能的读出电子器件。虽然专用集成电路（ASIC）是用于读出的适当解决方案，但是高动态范围和高吞吐量的要求在任何商业电路中都是不可用的。因此，本研究开发的模拟前端电子与运算放大器的8x8像素CZT探测器。为了这个目的，我们建模的CZT检测器与相关的电荷敏感放大器（CSA）的电气等效电路。基于详细的网络分析，电路设计是由各种功能，如弹道赤字，电荷电压增益，上升时间和噪声电平的数值。通过合成检测器信号和像素检测器进行性能的验证。像素探测器组件和22Na放射源的实验结果强调了测量能量的深度依赖性。在基于加权势拟合的深度校正的脉冲处理之后，对于511keV的尖峰，能量分辨率为2.2%（FWHM）。
2016-08-19 physics.ins-det
Unfolding environmental $γ$ flux spectrum with portable CZT detector
本研究针对环境γ本底通量与能谱评估需求，提出采用便携式CZT探测器结合迭代贝叶斯展开重建γ通量谱的方法，完成刻度、GEANT4建模与不确定度分析，获得73–3033 keV谱及天然放射性核素特征峰，并验证其可用于本底率评估。
2024-04-05 hep-ex physics.ins-det
First Linearity and Stability Characterization for CZT Detection System in a e$^+$e$^-$ Collider Environment
本研究首次表征了CZT探测器在对撞机环境中的线性和稳定性，证明其适用于高计数率精确光谱测量，为Kaonic原子研究和加速器应用奠定基础。
2024-10-16 physics.ins-det
Front-end ASIC for Spectroscopic Readout of Virtual Frisch-Grid CZT Bar Sensors
紧凑型多通道辐射探测器依靠低噪声前端专用集成电路（ASIC）实现高光谱分辨率。在这里，一个新的ASIC开发读出虚拟弗里希栅碲锌镉（VFG CZT）探测器的γ射线光谱。对应于检测器中的每个电离事件，ASIC测量与检测器阵列中的每个传感器相关联的阳极、阴极和四个垫感测电极处的振幅和定时。ASIC由52个通道组成，其中有4个阴极通道和48个通道，这些通道可以被配置为具有250 mV基线的阳极通道或焊盘感测通道以处理具有1.2 V基线的感应信号。静态功耗为3 mW，每个通道执行低噪声电荷放大、高阶整形、峰值和定时检测以及模拟存储和多路复用。对于3 MeV范围内大于8 fC的电荷，总体通道线性度优于$\pm$ 1%，定时分辨率低至700 ps。通过连接并偏置的6 mm x 6 mm x 20 mm虚拟弗里希栅条传感器的4 x 4阵列，测量了3.2 MeV范围内高达100 fC的电荷的$\approx$ 270 rms $e^{-}$的电子分辨率。用3D校正技术获得的光谱测量结果表明，在238 keV和662 keV下的分辨率分别为1.8%FWHM和0.9%FWHM。
2019-04-02 physics.ins-det
Investigating the response of single pad and hybrid pixel detectors (Si, GaAs, CdTe, CZT) for 226Ra and 137Cs
本研究在226Ra和137Cs辐射下，对比了Si、GaAs、CdTe三种半导体材料的像素与单垫探测器的能量分辨率、簇大小及信号幅度对外加电压的依赖特性。
2025-04-03 nucl-ex physics.ins-det
Characterization of charge collection in CdTe and CZT using the transient current technique
利用瞬态电流技术（TCT）研究了不同粒子传感器材料的电荷收集特性，包括产生信号的形状、探测器内的电场、载流子迁移率和载流子寿命。使用众所周知的属性作为参考，重点放在碲化镉（CdTe）和碲锌镉（CZT），这是目前被认为是有前途的候选人的有效检测X射线。所有的测量都是基于瞬态电流技术（TCT）的设置，它允许记录由241 Am α源产生的电流脉冲。这些信号将根据探测器材料内部空间电荷的积累和随后的电场变形来解释。此外，不同的电极材料（即欧姆或肖特基接触）对电流脉冲形状的影响将在CdTe的情况下处理。最后，极化的影响，即由于传感器内的固定电荷的积累的检测器信号的时间依赖性退化，提出。
2005-11-22 physics.ins-det physics.med-ph
Optimization of <= 200 um pitch CZT detectors for future high-resolution X-ray instrumentation in astrophysics
碲锌镉和碲化镉是探测E >= 5 keV的X射线能量带中X射线的首选探测器材料，具有出色的空间和光谱分辨率，无需低温冷却。由于最近在掠入射反射镜技术方面的突破，下一代硬X射线望远镜将实现5至10角秒的角分辨率-比NuSTAR硬X射线望远镜的角分辨率高出一个数量级。因此，下一代X射线望远镜将需要像素化的X射线探测器，其像素位于晶格常数<= 250 μ m的网格上。额外的探测器要求包括小于5 keV的低能量阈值和小于1 keV的能量分辨率。高角分辨率X射线飞行任务的科学驱动力包括研究和测量黑洞自旋、超大质量黑洞的宇宙演化、活动星系核反馈以及物质在非常高密度下的行为。在这篇文章中，我们报告了我们的研发研究，目标是优化小像素碲锌镉和碲化镉探测器。
2015-01-14 astro-ph.IM physics.ins-det
Deep Learning-Based Classification of Gamma Photon Interactions in Room-Temperature Semiconductor Radiation Detectors
University of South Carolina（南卡罗来纳大学）
本文提出深度学习分类器CoPhNet，用于区分CZTS室温半导体探测器中伽马/X射线光子的康普顿散射与光电相互作用，并在模拟和实验数据上验证了其高准确率及对信噪比和入射能量变化的稳健性。
2023-11-01 cs.LG physics.ins-det
On Improving Nuclear Fuel Imaging Using Position Sensitive Detectors
Helsinki Institute of Physics, University of Helsinki（赫尔辛基大学赫尔辛基物理研究所）；Uppsala University, Department of Physics and Astronomy（乌普萨拉大学物理与天文学系）；SVAFO；IDEAS
针对现有小型CZT探测器用于乏燃料PGET时高能伽马探测效率低的问题，本研究通过模拟与实验验证大型像素化CZT探测器可将效率提升7-13倍，还探索了康普顿成像及商用伽马成像仪在核废料检测中的应用。
2025-10-29 physics.ins-det
Effects of Bulk and Surface Conductivity on the Performance of CdZnTe Pixel Detectors
研究了体电导率和表面电导率对Pt接触的高阻CdZnTe（CZT）像素探测器性能的影响。我们强调体和表面电导率的不同的温度行为所指示的机制的差异。此外，在制造过程中形成的CZT表面上存在的薄（10-100 A）氧化层会影响体漏电流和表面漏电流。我们证明，所测得的I-V的体电流的依赖关系可以解释考虑CZT探测器作为一个金属-半导体-金属系统与两个背靠背肖特基势垒接触。高表面漏电流显然是由于低电阻率表面层的存在，该低电阻率表面层具有与本体材料显著不同的特性。该表面层对具有多触点几何形状的检测器中的电荷收集效率具有深远的影响;源自阴极的电场线的一部分与像素触点之间的表面区域相交，其中电离粒子产生的电荷被捕获。为了克服这种效应，我们在像素触点之间放置了一个薄电极网格;当网格被负偏置时，像素之间的间隙中的强电场迫使落在表面上的电子向触点移动，防止电荷损失。我们已经调查了这些影响，通过使用CZT像素探测器铟凸点键合到一个定制的超大规模集成电路读出芯片。
2001-11-30 physics.ins-det physics.space-ph
Pulse-shape discrimination with machine learning for CZT detectors at the DA$Φ$NE beam test facility
Laboratori Nazionali di Frascati INFN（弗朗卡蒂国家实验室）；Università degli Studi di Roma Tre（罗马第三大学）；University of Palermo（巴勒莫大学）；Istituto Materiali per l'Elettronica e il Magnetismo, Consiglio Nazionale delle Ricerche（意大利国家研究委员会电子与磁性材料研究所）；Politecnico di Milano（米兰理工大学）；INFN Sezione di Milano（意大利国家核物理研究院米兰分部）；University of Zagreb（萨格勒布大学）；IFIN-HH, Institutul Național Pentru Fizică și Inginerie Nucleară Horia Hulubei（霍里亚·胡利贝伊国家物理与核工程研究所）；Università degli Studi di Roma Tor Vergata（罗马二大）；Czech Technical University in Prague（布拉格捷克理工大学）；Jagiellonian University（雅盖隆大学）；RIKEN（理化学研究所）；Stefan Meyer Institute for Subatomic Physics（斯特凡·梅耶亚原子物理学研究所）；Technische Universität Wien（维也纳工业大学）；Tohoku University（东北大学）；Centro Ricerche Enrico Fermi（恩里科·费米研究中心）
本研究利用机器学习对CZT探测器脉冲形状进行甄别，在DA$\Phi$NE束流测试设施上，XGBoost分类器以约97%的准确率区分光子与异常事件，并显著降低光谱本底，提升对撞机环境下的CZT光谱测量性能。
2026-09-23 nucl-ex physics.ins-det
Cadmium Zinc Telluride Detectors for a Next-Generation Hard X-ray Telescope
我们目前正在为下一代星载硬X射线望远镜开发碲锌镉（CZT）探测器，该望远镜可以跟进非常成功的NuSTAR（核光谱望远镜阵列）任务。自2012年推出NuSTAR以来，X射线镜领域取得了重大进展，最先进的X射线镜可以将NuSTAR的角分辨率从约1弧分半功率直径（HPD）提高到15”甚至5”HPD。因此，必须减小探测器像素的尺寸以匹配该分辨率。本文提出了详细的模拟相对较薄（1毫米厚）的CZT探测器与六角形像素在下一个邻居的距离为150 $μ$米。模拟考虑了入射光子能量沉积的不可忽略的空间范围，并且包括自由载流子在它们朝向检测器电极移动时的扩散的详细建模。我们讨论了重建入射光子能量的方法，以及光子撞击探测器的位置。我们表明，记录在最亮的像素和六个相邻像素的电荷足以获得良好的能量和空间分辨率。仿真结果被用来指导混合专用集成电路（ASIC）-CZT探测器封装的设计。
2021-02-06 astro-ph.IM physics.comp-ph physics.ins-det
Cadmium Zinc Telluride (CZT) photon counting detector Characterisation for soft tissue imaging
Universiti Sains Malaysia（马来西亚理科大学）；Imam Abdulrahman Bin Faisal University（伊玛目阿卜杜拉赫曼·本·费萨尔大学）
本研究表征了碲锌镉（CZT）光子计数探测器在软组织成像中的性能，通过调节X射线管电压、电流及能量阈值评估了最佳帧率与每秒计数的关系，发现12 FPS为最佳帧率且CPS与管电流呈线性关系，证实了该探测器在医学应用中的高灵敏度与线性度。
2024-01-05 cs.LG eess.IV physics.ins-det
Synchrotron radiation studies of spectral response features caused by Te inclusions in a large volume coplanar grid CdZnTe detector
本文报道了用同步辐射研究大体积单晶CdZnTe（CZT）共面栅探测器中Te夹杂的初步结果。该实验是通过用高度准直的单色X射线和伽马射线束探测单个夹杂物来进行的。结果发现，对于浅的X射线相互作用深度，测量的能量损失谱上的夹杂物的效果是引入一个约10%的峰值质心能量向较低的通道数移动。然而，总效率不受影响，这表明夹杂物的净结果是电荷收集效率（CCE）的降低。对于更深的相互作用深度，能量损失谱显示出两个不同的峰的出现，都在通道数下移。我们注意到，所观察到的光谱行为显示出强烈的相似性，在半导体表现出偏振效应，这表明潜在的机制是共同的。
2011-10-11 physics.ins-det
X-Ray Silicon Drift Detector-CMOS Front-End System with High Energy Resolution at Room Temperature
我们提出了一个光谱系统构成的硅漂移探测器（SDD）耦合到CMOS电荷敏感的三极管，命名为SIRIO，专门设计，以达到最终的低噪声水平。SDD的有效面积为13 mm，已通过优化生产工艺制造，以降低阳极电流，成功地达到17 pA/cm和25 pA/cm之间的电流密度在20漂移场范围从100 V/cm到500 V/cm。该器件的最小固有噪声水平分别为1.27和1.0电子均方根。分别是20岁和30岁。在室温下，5.9 keV和脉冲发生器谱线的半高宽分别为136 eV和64 eV，对应于7.4电子均方根的等效噪声电荷;噪声阈值为165 eV。在脉冲发生器线上测量的能量分辨率的范围为82 eV FWHM（9.4电子r.m.s.）在30 C下，低至29 eV FWHM（3.3电子r.m.s.）在30 C。
2022-01-05 physics.ins-det
Analytical model for event reconstruction in coplanar grid CdZnTe detectors
共面栅（CPG）粒子探测器被设计用于诸如CdZnTe（CZT）的材料，其中仅一个符号的载流子具有可接受的输运性质。两个独立的阳极信号的存在允许基于两个信号之间的差来重构沉积的能量，以及基于信号的和与差的幅度的比率来重构相互作用深度。通过用经验确定的加权因子修正差信号以校正电子俘获的影响，能量分辨率得到极大的提高。本文介绍了一种修正的相互作用深度重建公式，它利用与能量重建相同的加权因子来校正电子俘获。证明了这种深度重建比简单公式的改进。由于空穴传输的信号的贡献进一步的校正进行了讨论。
2013-01-02 nucl-ex physics.ins-det
Sine gating detector with simple filtering for low-noise infra-red single photon detection at room temperature
我们提出并分析了一种门控单光子雪崩探测器，该探测器采用正弦门控方案和简单但有效的低通滤波技术，用于电信波长的快速低噪声单光子探测。该探测器的特点是采用1.25 GHz的130 ps短门，在10%的探测效率下，产生的定时抖动仅为70 ps，每个门的噪声概率低至7 E-7。我们表明，该探测器是适合于高速率的量子密钥分发（QKD），即使在室温下，它可以允许量子密钥分发的距离大于25公里。
2012-05-14 physics.ins-det quant-ph
A Silicon Photonic Transmitter for High Energy Physics and Cryogenic Detectors
Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Washington（华盛顿大学）
本研究设计了一款可在室温和低温下工作的硅光发射机，含微环调制器与协同设计的CMOS串化器及驱动器，用于极端环境下物理探测器的读出。
2026-08-21 physics.ins-det
4H-SiC PIN detector for alpha particles from room temperature to 90 °C
Institute of High Energy Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院高能物理研究所）；Jilin University（吉林大学）；Shandong Institute of Advanced Technology（山东高等技术研究院）
本研究开发了一种4H-SiC PIN探测器，能够在90°C高温下实现低漏电流和快速响应，适用于高温辐射探测应用。
2025-07-18 hep-ex physics.ins-det
VUV-Vis optical characterization of Tetraphenyl-butadiene films on glass and specular reflector substrates from room to liquid Argon temperature
使用有效的波长移位器从真空紫外线到光电传感器的灵敏度范围是探测器的一个关键特征，用于暗物质搜索和基于液氩闪烁探测的中微子物理学。沉积在限定检测器的有效体积的表面上和/或沉积在光电传感器光学窗口上的四苯基丁二烯（TPB）的薄膜是当前和计划的实验中最常见的解决方案。只有在充分了解所用光学系统（TPB膜+基底）的特性后，才能评估和正确模拟探测器的设计和响应。光学系统的表征需要特定的，有时是复杂的光学方法。在本文中，TPB涂层的主要特点不同，常用的基板上的报告，作为两个独立的运动的测量结果在专业的光学计量实验室的ENEA和大学的Tor Vergata。测量的功能包括TPB发射光谱与线形和相对强度的变化记录作为膜厚度的函数，并为第一次下降到LAr温度，以及光反射率和透射率光谱的TPB涂层基板在TPB发射的波长范围内。
2013-07-30 physics.ins-det
Photon sensitivity of superheated drop at room temperature
据报道，室温下由R-12制成的过热液滴探测器对中子敏感，对光子不敏感。这一特性使它成为最有用的中子剂量计之一。本文首次报道了室温下R12对59.54keV的Am光子的灵敏度。这一发现不仅从基础科学的角度来看是重要的，而且更重要的是，在中子剂量学中，R12的用户在正确评估中子剂量时注意到这一点。
2000-05-15 physics.ins-det
Temperature behavior of NaI (Tl) scintillation detectors
众所周知，NaI（Tl）探测器的总光输出是温度的非线性函数。在这里，我们提出了新的实验数据的掺杂NaI（Tl）发光二极管的温度行为，而不是显示在很宽的温度范围内的光输出的线性依赖性-包括户外应用。光脉冲的形状通常显示两个衰减过程：室温以上的单一主导过程和室温以下的两个衰减时间常数。我们发现，强度的重新分布是温度依赖性的;第二（慢）衰变分量在室温下可以忽略不计，但是，到-20 ℃，它贡献了总光的40个百分之一，持续时间为几微秒。我们讨论了深刻的影响，这种新的理解的光输出的脉冲高度分析仪器。我们引入一个理论模型来解释实验结果。此外，我们描述了一种独特的技术，用于校正幅度和形状的温度变化内的碘化钠（铊）探测器包。
2006-05-30 physics.ins-det
Characterization of Zero-Bias Microwave Diode Power Detectors at Cryogenic Temperature
我们提出了在室温和低温下的商业隧道二极管低电平微波功率探测器的特性。的灵敏度，以及隧道二极管的输出电压噪声测量作为所施加的微波功率的函数，信号频率为10 GHz。我们强调强烈的二极管特性的变化时，所施加的微波功率高于几个微瓦。对于以${4}$ K工作的二极管，当功率从${-30}$ dBm传递到${-20}$ dBm时，差分增益从${1,000}$ V/W增加到大约${4,500}$ V/W。该二极管在4K和300 K下的白噪声本底分别相当于${0.8}$ pW/ ${\sqrt{\mathrm{Hz}}}$和${8}$ pW/ ${ \sqrt{\mathrm{Hz}}}$的NEP。其闪烁噪声相当于${4}$ K时的相对幅度噪声功率谱密度${S_α(1~\mathrm{Hz})=-120}$ ~dB/Hz。闪烁噪声在室温下高10 dB。
2016-01-26 physics.ins-det
Determination of Sensitivity of Semiconductor Detectors of Gamma-Radiation
用蒙特卡罗方法研究了宽禁带半导体室温γ辐射探测器响应函数的性质。结果表明，对于某些半导体，在0.06 ~ 3 MeV能量范围内，可以得到探测器灵敏度与单色辐射吸收能量之间的近似关系式。我们确定了伽马量子能量区域和探测器的厚度，得到的近似公式是正确的。确定了近似公式的最大误差区域。
2012-07-22 physics.ins-det
SOI-based micro-mechanical terahertz detector operating at room-temperature
提出了一种制作在绝缘体上硅（SOI）衬底上的微机械太赫兹（THz）探测器。该设备是基于一个U形的悬臂梁微米大小，在其顶部的两个铝半波偶极子天线沉积。这产生在$\sim 2-3.5$ THz频率范围上延伸的吸收。由于硅和铝的热膨胀系数不同，所吸收的辐射引起悬臂的变形，该变形使用$1.5μ$ m激光二极管光学地读出。通过用振幅调制的2.5 THz量子级联激光器照射探测器，我们在室温和大气压下获得了悬臂梁基本机械弯曲模式的$\sim 1.5 \times 10^{8}$ pm/W的响应率。这在2.5THz下产生20 nW/Hz $^{1/2}$的噪声等效功率。最后，该模式的低机械品质因数允许约150 kHz带宽的宽频率响应，响应时间为$\sim 2.5μ$ s。
2022-04-11 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Optimization of Amorphous Germanium Electrical Contacts and Surface Coatings on High Purity Germanium Radiation Detectors
几十年前开发的半导体探测器制造技术今天被广泛用于从大体积的高纯Ge（HPGe）单晶生产伽马射线探测器。大多数所有这些检测器专门用于光谱测量，并且具有简单的设计，仅具有两个基于杂质的电接触，其通过B注入和Li扩散产生。虽然这些技术对于简单的光谱检测器工作良好，但是Li接触特别厚并且缺乏室温稳定性，使得其不适合用于伽马射线成像和粒子跟踪应用所需的许多更复杂的检测器。诸如溅射沉积的非晶Ge（a-Ge）的非晶半导体的薄膜是容易制造、薄并且可以精细分段的替代电接触的基础。a-Ge还用作未被电接触覆盖的HPGe表面上的钝化涂层。a-Ge的性质影响所得探测器的性能，并且这些性质基本上取决于溅射沉积工艺参数并且通过溅射沉积工艺参数是可控的。本文的主题是这种互连的制造工艺参数，a-Ge的属性，和探测器的性能。a-Ge薄膜的电阻，a-Ge接触电子注入，和室温储存稳定性的性能进行了评估作为溅射气体的压力和溅射气体H2组成的溅射工艺参数的函数。两种不同的溅射沉积系统用于生产a-Ge电阻器和具有a-Ge电接触的HPGe探测器。这些样品的电特性作为温度的函数。本文给出了这项研究的总结和讨论的相关性的研究结果，以优化检测器的性能。
2018-09-09 physics.ins-det
Graphene-based, mid-infrared, room-temperature pyroelectric bolometers with ultrahigh temperature coefficient of resistance
石墨烯非常适合于光子和光电应用，迄今为止报道的可见光，近红外（NIR）和THz中的各种光电探测器（PD），以及中红外（MIR）中的热探测器。在这里，我们提出了一种室温MIR-PD，其中LiNbO 3晶体的热释电响应以高增益（高达200）转换为石墨烯的电阻率调制，导致电阻的电阻温度系数高达900%/K，比现有技术高两个数量级，器件面积为300 × 300 μ m2。这是通过制造浮置金属结构来实现的，该浮置金属结构将由热电衬底产生的电荷集中在石墨烯沟道的顶栅电容器上。这使我们能够在1 Hz下解决15 umK的温度变化，为新一代MIR成像和光谱检测器铺平了道路
2016-08-01 cond-mat.mes-hall physics.ins-det
The Under-Water Dark-Room Experimental Facility at the University of Winnipeg
本文介绍了温尼伯大学新建的水下暗室测试设施，用于水下实验设备测试，并展示了相机校准的初步结果。
2025-05-23 hep-ex physics.ins-det
Thermal-emission measurements near room temperature using Fourier-transform infrared spectroscopy
由于存在来自实验装置和周围环境的组件的背景热发射，热发射体的准确表征可能具有挑战性。对于接近室温工作的发射器尤其如此。在这里，我们探讨表征近室温热发射器使用傅里叶变换红外（FTIR）光谱。我们发现，放置在分束器和检测器之间的FTIR光谱仪的光学元件所产生的热背景出现作为一个“负”的贡献傅立叶变换信号，导致在室温附近的热发射测量的错误。认识到这一贡献将有助于正确校准低温热辐射测量。
2018-10-09 physics.ins-det physics.optics
Micromechanical bolometers for sub-Terahertz detection at room temperature
THz和亚THz频率的快速室温成像是一个有趣的功能，可以释放安全，医疗保健和工业生产中大量应用的全部潜力。在这封信中，我们介绍了基于氮化硅蹦床膜作为宽范围探测器的微机械测辐射热计，下至亚太赫兹频率。他们显示，在最大波长下，室温噪声等效功率可与最先进的商业设备（~100 pW Hz-1/2）相媲美;加上良好的操作速度和简单的大规模制造工艺，蹦床膜可能是廉价的室温THz成像和相关应用的下一个候选者。
2021-07-22 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Characterization of immersed SiPM arrays in liquid scintillator between room temperature and $-30\,^{\circ}\mathrm{C}$
Chung-Ang University（中央大学）；Institute for Basic Science (IBS)（基础科学研究院）；University of Science and Technology (UST)（科学技术大学）
本研究表征了浸没在液体闪烁体中的SiPM阵列从室温至-30°C的性能，发现冷却使暗计数率降低13.5倍、光产额提升16.7%，并测得μ子寿命1959纳秒，验证了低温运行的可行性。
2026-11-04 hep-ex physics.ins-det
Room temperature mid-IR single photon spectral imaging
光谱成像和中红外（中红外）波长的检测正在成为一种具有巨大技术和科学意义的技术，主要是因为重要的化合物显示出独特而强烈的中红外光谱指纹，揭示了有价值的化学信息。虽然现代量子级联激光器已经发展成为理想的相干中红外激发源，但简单，低噪声，室温检测器和成像系统仍然落后。我们解决这个需要提出一种新的，现场部署，上转换系统的敏感，2-D，中红外光谱成像。测得的室温暗噪声为0.2光子/空间元素/秒，这是低温冷却InSb相机的暗噪声水平的十亿倍以下。获得了单光子成像和高达200 × 100的空间单元分辨率，对于3 \mum的偏振非相干光，达到了约20%的创纪录的高连续波量子效率。所提出的方法是相关的现有和新的中红外应用，如气体分析和医疗诊断。
2012-08-07 physics.ins-det physics.optics
Improvement of the energy resolution of CdTe detectors by pulse height correction from waveform
由CdTe晶体制成的半导体探测器具有高的γ射线探测效率，并且可以在室温下使用。然而，碲化镉探测器的能量分辨率MeV的γ射线是相当差的，因为显着的空穴捕获效应。我们提出了一种利用信号波形校正脉冲高度的方法来提高能量分辨率，并对662 keV γ射线实现了2.0%（FWHM）的能量分辨率。最佳能量分辨率在-10 ° C至0 ° C之间的温度下实现。
2011-12-21 hep-ex physics.ins-det
Long-wavelength infrared photovoltaic heterodyne receivers using patch-antenna quantum cascade detectors
量子级联探测器（QCD）是单极红外器件，其中光激发载流子的传输通过受限的电子态发生，而无需施加偏压。在该光伏模式中，检测器的噪声不受暗散粒噪声过程支配，因此，相对于光电导检测器，性能在高温下降低较少。本工作描述了一个9微米的量子色动力学嵌入到一个贴片天线超材料，其操作与国家的最先进的性能。超材料在收集区域Acoll上收集光子，Acoll比探测器的几何区域大得多，将信噪比提高到室温。在83 K时，背景极限探测率为5.5 x 10^10 cm Hz^1/2 W^-1，而在室温下，0 V偏压下的响应率为50 mA/W。贴片天线QCD是一种理想的接收器的外差检测设置，其中信号在频率为1.4 GHz和T=295 K的报告作为第一个演示的非制冷9 μ m的光伏接收器与GHz的电带宽。这些发现指导了非制冷红外量子限制探测的研究。
2020-03-24 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Ultra-fast quantum-well infared photodetectors operating at 10μm with flat response up to 70GHz at room temperature
基于子带间跃迁的III-V族半导体中红外光电探测器在高达数百GHz的超高速操作方面具有巨大的潜力。在这项工作中，我们利用~ 350 nm厚的GaAs/Al_（0.2）Ga_（0.8）As多量子阱异质结，在室温下，在10 μ m波长处实现了外差探测，其频率响应几乎平坦，最高可达70 GHz，仅受测量系统带宽的限制。这是迄今为止报道的量子阱中红外光电探测器的最宽RF带宽。在300 K和77 K下分别获得了0.15A/W和1.5A/W的响应率。为了允许超快操作和垂直入射的照明，检测器由50欧姆共面波导组成，该共面波导与亚波长天线的2D阵列单片集成，通过悬挂的电线电互连。利用这种器件结构，我们获得了~ 30 fF的寄生电容，对应于天线的静态电容，在300 K下产生了RC限制的3dB截止频率> 150 GHz，用小信号等效电路模型提取。使用这个模型，我们定量地再现检测器的频率响应，并找到在室温下低至1 ps的固有滚降时间常数。
2021-01-05 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Integrated-photonic characterization of single-photon detectors for use in neuromorphic synapses
我们展示了几种使用集成光子波导结构同时表征多个波导集成超导纳米线探测器与一个单一的光纤输入的技术。第一组结构允许直接比较具有各种宽度和长度的波导集成检测器的检测器性能。第二种类型的集成光子结构使我们能够实现高动态范围的检测。该装置允许少量的探测器在计数率的许多数量级上对光子进行计数。然而，我们发现-30 dB的杂散光本底将动态范围限制为三个数量级。为了评估探测器在尖峰神经系统中用于突触的效用，我们测量了平均入射光子数范围从小于$10^{-3}$到大于$10$的响应。探测器响应在整个范围内是相同的，这表明基于这些探测器的突触响应将独立于通信脉冲中入射光子的数量。这种二进制响应对于神经系统中的通信是理想的。我们进一步证明，该响应具有线性依赖于偏置电流的输出电流脉冲高度的脉冲高度的可调性高达1.7的一个因素。在整个工作中，我们比较了室温测量和低温测量。该协议表明室温测量可用于确定探测器的重要特性。
2020-11-02 physics.app-ph physics.ins-det physics.optics
Room Temperature Single Photon Detection at 1550 nm using van der Waals Heterojunction
针对现有1550 nm单光子探测器需低温或效率低、暗计数高等问题，本研究耦合黑磷吸收体与范德华探针，实现了室温下1550 nm工作的高性能单光子探测器。
2025-09-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph
Terahertz and Infrared Uncooled Detector Based on a Microcantilever as a Radiation Pressure Sensor
我们认为，远红外（太赫兹），室温探测器的基础上的微悬臂梁传感器的辐射压力。该系统在远红外（太赫兹）光谱区域中具有比现有非制冷探测器高得多的灵敏度。灵敏度的显著提高是由于非吸收检测方法和高质量光学微腔的结合。我们的理论分析的探测器的灵敏度和数值模拟表明，窄带外差探测器的带宽为30 MHz的最小可测量的强度由三个数量级小于传统的非制冷探测器。在宽带探测器的情况下，噪声等效温差（NETD）为7.6 mK，这是显着小于传统的非制冷热探测器。
2007-03-05 cond-mat.other physics.ins-det quant-ph
Room Temperature Operation of a Radiofrequency Diamond Magnetometer near the Shot Noise Limit
我们在环境温度下操作的氮空位（NV-）金刚石磁强计，并研究其带宽的实验参数，包括光学和微波激发功率的依赖关系。我们介绍了一个分析理论，产生一个明确的公式的NV-自旋的合奏振荡磁场，如在NMR应用的响应。我们测得的探测带宽为1.6 MHz，灵敏度为4.6 nT/Hz^（1/2），这在具有这种有效体积的探测器中是前所未有的，并且接近我们实验的光子散粒噪声极限。
2012-01-16 cond-mat.mtrl-sci physics.chem-ph physics.ins-det
