A beam-driven proton irradiation setup for precision radiation damage tests of silicon detectors
本文开发并调试了一种基于波恩等时性回旋加速器14 MeV质子束的束流驱动辐照装置，通过低温扫描辐照和束流剂量测量实现高均匀度注量，并用LFoundry传感器验证了质子硬度因子，支持数小时内完成高达10^16 neq/cm²的辐照。
2024-05-05 physics.ins-det
PWO crystals for CMS electromagnetic calorimeter : studies of the radiation damage kinetics
研究了PWO晶体在辐照和恢复过程中的辐照损伤动力学。用电磁量热计中预期的平均剂量（工作剂量辐照）辐照晶体。辐射损伤和恢复监测通过测量PWO光传输。提出了一种方法，它允许评估的PWO晶体的性能的电磁量能器的能量分辨率的统计项的影响。该分析还提供了有关闪烁晶体辐射损伤机制的性质的重要信息。该方法被用于开发抗辐射晶体的批量生产技术和开发晶体认证方法
2005-04-18 physics.ins-det
A new model for the TCAD simulation of the silicon damage by high fluence proton irradiation
对于大型强子对撞机（HL-LHC）的高亮度阶段，在CMS和ATLAS实验的最内部像素探测器层的预期位置，3000 fb $^{-1}$后的估计等效中子注量为2 $\cdot$ 10 $^{16}$ n $_{eq}$ /cm $^2$，$_2$中的IEL（电离能量损失）剂量为12 MGy。像素传感器的优化和理解它们的性能作为通量和剂量的函数，使得TCAD模拟的辐射损伤模型，它描述了可用的实验数据，非常可取的。现有的体损伤模型不能同时描述$\ge 1\cdot 10^{15}$ n $_{eq}$ /cm $^2$注量下焊盘二极管的暗电流（I-V）、电容-电压（C-V）和电荷收集效率（CCE）的测量。因此，对于一个新的准确的体损伤模型的开发和验证，我们使用I-V，C-V和CCE测量垫二极管内的CMS-HPK活动和数据，最近用24 GeV/C质子辐照的样品。为了确定辐射损伤参数，我们利用Synopsys TCAD的“优化器”，它允许最小化测量和模拟的I-V，C-V和CCE之间的差异。这种优化的结果，汉堡五阱模型（HPTM），提供了一个一致的和准确的描述二极管的测量与质子辐照的通量范围从3 $\cdot$ 10 $^{14}$ n $_{eq}$ /cm $^2$到1.3 $\cdot$ 10 $^{16}$ n $_{eq}$ /cm $^2$。
2019-04-23 physics.ins-det
Compensation for TID Damage in SOI Pixel Devices
我们正在研究SOI像素器件对未来高能电子束实验的适应性。像素传感器需要在非常恶劣的辐射环境中工作。采用中最具挑战性的问题是TID（总电离剂量）损伤，其中氧化层中捕获的空穴会影响附近晶体管的操作。我们已经引入了第二个SOI层-BOX（掩埋氧化物）层下方的SOI 2-以便通过向该电极施加负电压来抵消由积累的空穴引起的效应来补偿TID效应。本文根据晶体管特性的测量结果，提出了Co γ射线辐照引起的TID效应。在各种偏压条件下进行辐照，以研究空穴累积对电势配置的依赖性。我们还比较了用X射线辐照的样品的数据。由于我们观察到两个辐照数据集之间的一致性，因此在100~ MGy的宽剂量范围内研究了TID效应。
2015-07-21 physics.ins-det
Radiation tolerance test and damage of single-crystal CVD Diamond sensor under high fluence particles
本研究通过实验和模拟评估了单晶CVD金刚石传感器在高通量粒子下的辐射耐受性，揭示了损伤机制并开发了更精确的载流子退化模型。
2025-11-23 physics.ins-det
Proton Irradiation Damage and Annealing Effects in ON Semiconductor J-Series Silicon Photomultipliers
硅光电倍增器（SiPM）由于其低偏置电压和对普通发光材料发射的波长敏感，近年来已成为流行的光转换器件。这些特性使它们对资源有限的任务特别有吸引力，如天基探测器应用。然而，已知空间辐射环境对半导体器件特别苛刻，其中高粒子注量会随着时间的推移而降低性能。由ON Semiconductor（正式名称为SensL）制造的特定SiPM的辐射硬度尚未使用高能质子进行研究，这些质子是空间辐射环境中固有的。为了研究这些影响，我们照射组的两个SiPM四个不同的通量的800兆电子伏的质子提供的加速器在洛斯阿拉莫斯中子科学中心。$1.68\times10^{9}$、$1.73\times10^{10}$、$6.91\times10^{10}$、和$1.73\times10^{11}$质子cm $^{-2}$，和它们相应的估计剂量的$0.15$，$1.55$，选择$6.19$和$15.5$ kRad是基于对SiPM在持续10年的行星际空间任务期间可能接受的潜在暴露的估计。我们报告这些剂量对暗电流和自退火时间的影响。
2019-11-19 physics.ins-det
Reduction of light output of plastic scintillator tiles during irradiation at cold temperatures and in low-oxygen environments
本文测量了塑料闪烁体瓦片在低温、低氧及不同剂量率60Co辐照下由硅光电倍增管读出的光输出相对降低，发现低温导致显著暂时性损伤且升温后退火，包裹材料影响光损失但包裹仍使最终光输出最大。
2023-08-03 physics.ins-det
Study of Possible Scintillation Mechanism Damage in PbWO4 Crystals After Pion Irradiation
我们采用了两种独立的方法来研究可能的损害钨酸铅晶体中的闪烁机制，由于照射的34 GeV的介子束。首先，用窄光束同时照射10个晶体超过30小时，这样每个晶体只有一小部分区域受到影响。我们研究了辐照对光输出不均匀性的影响。如果观察到局部降解，则表明闪烁机制受损。其次，我们使用两个光电管连接到一个晶体的两侧检测光输出。由于这些光电管仅从小的局部区域检测闪烁光，因此传输损耗的影响应该是最小的。我们没有看到任何统计学上显着的证据，闪烁机制损害与任何方法。影响与零一致，95% C. L时上限为0.5%。
2004-10-22 hep-ex physics.ins-det
Proton induced damage in LFS-3 and LFS-8 scintillating crystals
将闪烁的LFS-3和LFS-8晶体暴露于155 MeV/c质子注量$Φ_{p}=(4.4\pm0.4)\cdot10^{12}cm^{-2}$。在辐照后30天内测得的LFS-3晶体的透射光谱几乎没有降低。
2011-05-25 physics.ins-det
Characterization of TRIGA RC-1 neutron irradiation facilities for radiation damage testing
本文介绍了在意大利ENEA卡萨恰研究中心TRIGA Mark II反应堆的两个辐照装置上进行的中子通量测量结果。这些测量的目的是提供一个完整的中子辐照设施的特性，准确和精确的剂量评估辐射损伤试验，更一般地说，为所有的应用程序，需要一个很好的知识中子通量的强度，能谱和空间分布。中子活化技术用于测量几种反应的活化率，选择这些反应以覆盖中子通量谱的整个能量范围。通过基于贝叶斯统计模型的展开算法得到多群中子注量率测量。实验结果表明，该实验方法可以测量总中子注量率，测量误差在2%以内，并能很好地描述其能谱和空间分布。
2020-04-14 nucl-ex physics.app-ph physics.ins-det
On the Radiation Damage of BTeV EMCAL Detector Unit
将Hamamatsu光电倍增管（PMT）和各种PMT窗口材料暴露于伽马辐照。试验用1 krad和120 krad的吸收剂量进行。本文提出了用于BTeV电磁量能器的PMT类型的初步建议。
2003-04-11 physics.ins-det
In-situ Radiation Damage Study of Silicon Carbide Detectors Subjected to Clinical Proton Beams
Marietta Blau Institute for Particle Physics, Austrian Academy of Sciences（玛丽塔·布劳粒子物理研究所，奥地利科学院）；Institute of Atomic and Subatomic Physics, TU Wien（维也纳工业大学原子与亚原子物理研究所）
研究硅碳探测器在临床质子束中的辐射损伤，通过原位测量确定供体移除率，为辐射耐候探测器技术提供定量基础。
2026-02-26 physics.ins-det
Neutron irradiation effect on SiPMs up to $Φ_{neq}$ = 5 $\times$ 10$^{14}$ cm$^{-2}$
硅光电倍增器（SiPM）正成为越来越多粒子探测应用的首选光电探测器，从基础物理到医学和社会应用。在高亮度对撞机上使用它们的一个主要考虑因素是强子引起的辐射损伤，这会导致暗计数率的急剧增加。KETEK SiPM已暴露于各种注量的反应堆中子，最高可达$Φ_{neq}$ = 5 $\times$ 10 $^{14}$ cm $^{-2}$（1 MeV当量中子）。给出了$-$ 30 $^\circ$ C和$+$ 30 $^\circ$ C之间温度的I-V和C-V测量结果。我们提出了一种新的方法来量化辐射损伤对SiPM性能的影响。使用所测量的暗电流，确定作为温度和过电压的函数的单个像素占用概率。根据像素占用概率，可以优化给定要求的操作条件。该方法进行了定性验证，使用电流测量与蓝色LED灯照明的SiPM。
2017-09-14 physics.ins-det
Irradiation induced effects in the FE-I4 front-end chip of the ATLAS IBL detector
ATLAS可插入B层（IBL）探测器于2014年安装到ATLAS实验中，自2015年以来一直在运行。在IBL数据采集的第一年期间，观察到与FE-I4前端芯片相关的低压电流增加，并且这种增加可以追溯到芯片中的辐射损伤。的总电离剂量和温度上的电流的依赖关系已经测试与X射线和质子辐照，并将在本文中连同探测器操作指南。
2016-11-02 physics.ins-det
Radiation damage study of Belle II silicon strip sensors with 90 MeV electron irradiation
Institute of High Energy Physics, Austrian Academy of Sciences（奥地利科学院高能物理研究所）；Aix Marseille Univ, CNRS/IN2P3, CPPM（艾克斯-马赛大学，法国国家科学研究中心/法国原子能和替代能源委员会，粒子与宇宙学实验室）；Indian Institute of Technology Bhubaneswar（布巴内斯瓦尔印度理工学院）；Indian Institute of Technology Madras（马德拉斯印度理工学院）；Malaviya National Institute of Technology Jaipur（斋普尔马拉维亚国立技术学院）；Punjab Agricultural University（旁遮普农业大学）；Tata Institute of Fundamental Research（塔塔基础研究院）；Dipartimento di Fisica, Università di Pisa（比萨大学物理系）
该研究针对Belle II硅条传感器，用90 MeV电子辐照至不同等效1 MeV中子注量，测得其漏电流、噪声等性能变化及损伤常数，为探测器辐射损伤研究提供关键数据。
2026-08-28 physics.ins-det
Comparison of Radiation Damage in Lead Tungstate Crystals under Pion and Gamma Irradiation
在Protvino的IHEP进行了由俄罗斯Bogoroditsk技术化工厂和中国上海陶瓷研究所生产的钨酸铅晶体的辐射硬度的研究。用40 GeV的π介子束辐照晶体。完全恢复后，用$^{137}Cs$ $γ$射线源照射相同的晶体。沿晶体长度的剂量率分布被观察到是非常相似的。我们比较了两种辐射对晶体光输出的影响。
2004-04-28 hep-ex physics.ins-det
High-energy proton induced damage in Lead Tungstate calorimeter crystals
用20 GeV/c的质子束辐照了8个CMS生产级PbWO_4晶体，辐照剂量高达5.4E ~（13）cm ~（-2）。这些晶体的损伤恢复已经进行了一年多。使用1 kGy/h的剂量率，对其他7个晶体进行了60 Co光子的比较辐照。在质子辐照的晶体中，光透射带边移动，并且诱导吸收长度与波长的4次方的倒数成正比。在γ射线辐照的晶体中，带边不移动，但吸收带的形成是清楚可见的。晶体中γ辐射引起的吸收长度被证实具有优异的辐射硬度，在低于0.5 m-1的水平饱和。在质子的情况下，我们观察到没有相关性的预表征的辐射硬度的晶体和诱导吸收增加与注量线性。在5E 13 cm-2的能量密度后，诱导吸收长度约为100 nm。15 m-1，没有饱和迹象。这些观察结果提供了强有力的证据，表明高能质子造成的损伤是伽马射线照射无法复制的。然而，这些强子效应只在积分注量远超过1 E12 cm-2时才显现出来，并且很可能在较低注量时逃逸而未被发现。在质子和伽马辐照的晶体中，很大一部分损伤要么是稳定的，要么恢复得非常缓慢。
2004-12-16 physics.ins-det
Neutron irradiation damage on Silicon Photomultipliers and electrical annealing studies for the CBM RICH detector
本文评估了三种SiPM在中子辐照下的辐射硬度，发现辐照显著增加暗电流、暗计数率和后脉冲并降低增益与光子分辨率，并验证250°C/30 min电退火可有效恢复性能。
2025-09-23 hep-ex physics.ins-det
Characterization of the response of IHEP-IME LGAD with shallow carbon to Gamma Irradiation
本文研究了 IHEP-IME 浅碳注入 LGAD 在最高 2 MGy 伽马辐照下的表面损伤特性，结果表明其漏电流、击穿电压、pad 间电阻和电容等关键参数均满足 HGTD 要求，可用于后续优化。
2023-06-09 hep-ex physics.ins-det
Comparison between high-energy proton and charged pion induced damage in Lead Tungstate calorimeter crystals
在LHC的CMS实验的电磁量热计生产的钨酸铅晶体被切成三个等长的部分。中心的一个被290 MeV/c的正π子辐照，最高能量密度为（5.67 +- 0.46）x10^13 /cm ^2，而另外两个被暴露在24 GeV/c的质子能量密度为（1.17 +- 0.11）x10^13/cm ^2。这些晶体在室温下储存在黑暗中，其损伤恢复已经进行了两年多。比较辐射引起的这些晶体的透光率变化表明，损伤与辐射产生的恒星密度成正比。
2007-09-27 physics.ins-det
Updated Results of a Solid-State Sensor Irradiation Study for ILC Extreme Forward Calorimetry
为国际直线对撞机提出的探测器包括一个钨取样量热计（“BeamCal”），目的是再现从对撞机相互作用点以5至50毫弧度角度出现的电子、正电子和光子簇射。对于这个量热计的最里面的半径，簇射最大辐射剂量预计达到每年100 Mrad，主要是由于在ILC束-束相互作用中产生的e $^+$ e $^-$“束辐射”对的感应电磁簇射中产生的最小电离电子和正电子。然而，辐射对量热计传感器的损害可能主要是由簇射光子的核相互作用引起的强子，这更有可能导致非电离能量损失，这已被观察到对暴露于强子辐射的传感器造成损害。我们在这里报告先前的亮点和最近的结果SLAC实验T-506，几种不同类型的半导体传感器暴露于剂量的辐射诱导的能量为3.5-13.3 GeV的淋浴电子。通过在钨辐射器内的照射下嵌入传感器，暴露并入强子物质，这将潜在地有助于安装在精密采样量热计中的传感器的退化。根据传感器技术，观察到的剂量为几百Mrad的显着的辐照后电荷收集。
2017-03-15 physics.ins-det
Updated Results of a Solid-State Sensor Irradiation Study for ILC Extreme Forward Calorimetry
为国际直线对撞机提出的探测器包括一个钨取样量热计（“BeamCal”），目的是再现从对撞机相互作用点以5至50毫弧度角度出现的电子、正电子和光子簇射。对于这个量热计的最里面的半径，预计最大辐射剂量将达到每年100兆拉德，这主要是由于在ILC束-束相互作用中产生的e+e-“beamstrahlung”对的感应电磁簇射中产生的最小电离电子和正电子。然而，辐射对量热计传感器的损害可能主要是由簇射光子的核相互作用引起的强子，这更有可能导致非电离能量损失，这已被观察到对暴露于强子辐射的传感器造成损害。我们在这里报告的结果SLAC实验T-506，几种不同类型的硅二极管和砷化镓传感器暴露于剂量的辐射诱导的能量为3.5-10.6 GeV的电子淋浴。通过在钨辐射器内的照射下嵌入传感器，暴露并入强子物质，这将潜在地有助于安装在精密采样量热计中的传感器的退化。根据传感器技术，有效的电荷收集，观察到的剂量高达220兆拉德。
2015-03-25 physics.ins-det
Initial Results of a Silicon Sensor Irradiation Study for ILC Extreme Forward Calorimetry
为国际直线对撞机提出的探测器包括一个钨取样量热计（“BeamCal”），目的是再现从对撞机相互作用点以5至50毫弧度角度出现的电子、正电子和光子簇射。对于这个量热计的最里面的半径，预计最大辐射剂量将达到每年100兆拉德，这主要是由于在ILC束-束相互作用中产生的e+e-“beamstrahlung”对的感应电磁簇射中产生的最小电离电子和正电子。然而，辐射对量热计传感器的损害可能主要是由簇射光子的核相互作用引起的强子，这更有可能导致非电离能量损失，这已被观察到对暴露于强子辐射的传感器造成损害。我们在这里报告SLAC实验T-506的结果，其中几种不同类型的硅二极管传感器暴露于能量为3.5-10.6 GeV的簇射电子引起的辐射剂量。通过在钨辐射器内的照射下嵌入传感器，暴露并入强子物质，这将潜在地有助于安装在精密采样量热计中的传感器的退化。根据传感器技术，有效的电荷收集，观察到的剂量高达220兆拉德。
2014-02-11 physics.ins-det
Performance of newly constructed plastic scintillator barrel in the WASA-FRS experiments and evaluation of radiation damage effects on multi-pixel photon counter
本文开发了用于WASA-FRS实验的MPPC读出桶形塑料闪烁计数器，在2.5 GeV质子束实验中实现了45-75 ps时间分辨率，并在高计数率下保持稳定，同时量化了MPPCs的辐射损伤效应。
2025-07-14 nucl-ex physics.ins-det
Correlation of Beam Electron and LED Signal Losses under Irradiation and Long-term Recovery of Lead Tungstate Crystals
钨酸铅晶体中的辐射损伤降低了其透明度。将在这种晶体中检测到的光量与光子或电子的入射能量相关联的校准对于保持检测系统的能量分辨率是至关重要的。本文报道了用单能电子束或π介子束辐照由光电倍增管读出的钨酸铅晶体的实验结果。束电子本身被用来测量闪烁光输出，和一个蓝色发光二极管（LED）被用来跟踪晶体透明度的变化。我们报告的相关性的LED测量与辐射损伤的光束，也表明，它可以准确地监测晶体从这种损害的恢复。
2005-04-13 hep-ex physics.ins-det
Calculation and verification of neutron irradiation damage with differential cross sections
在反应堆应用中，每原子位移（DPA）速率通常用DPA截面计算。本文提出并推荐了在质心坐标系下直接计算能量角分布的方法。提出了改进和验证DPA截面计算的方法：（i）基于Gauss-Legendre-Quadrature-based Piecewise Integration（GLQPI）的积分法，保证被积函数不连续时积分在发射角上的数值收敛性;（ii）验证梯形积分在二次能量上的收敛性;（iii）双微分截面的插值。对于JEFF-3.1.1的56 Fe，当前的发射角数值积分不收敛，而二次能量的直接梯形和能量-角-积分损伤的直接内插是准确的。另一方面，它表明，DPA的截面高估，如果各向同性的角分布假设。然而，DPA截面对高阶勒让德多项式不敏感，因为前者是角度积分量。中子弹性散射的数值计算结果表明，对于裂变堆，2阶勒让德多项式可以给出56 Fe的DPA率，其误差不超过0.5%，而对于聚变堆，需要4阶勒让德多项式。对于中子非弹性散射诱导的DPA，一阶勒让德多项式对于裂变和聚变反应堆都是足够的。
2019-07-19 physics.app-ph physics.ins-det
A Comparison of the Effects of Neutron and Gamma Radiation in Silicon Photomultipliers
测量了γ射线对硅光电倍增器（SiPMs）的辐照损伤效应，并与中子辐照损伤作了比较。在布鲁克海文国家实验室和匈牙利德布勒森核研究所的固态伽马射线辐照设施（SSGRIF）中，将来自滨松的几种MPPC暴露于伽马射线和中子。伽马射线暴露范围为1 krad至1 Mrad，中子暴露范围为10 $^8$ n/cm $^2$至10 $^{12}$ n/cm $^2$。伽马射线损伤的主要影响是增加噪声和泄漏电流的照射设备，类似于从中子损伤所看到的，但损伤的水平是相当少的在相当高的曝光水平。此外，伽马射线的损伤在几百krad后饱和，而中子的损伤没有显示出饱和的迹象，这表明两种情况下的不同损伤机制。还测量了由于辐射导致的SiPM的窗口材料中的光吸收的变化。进行这项研究，以评估使用SiPM的粒子物理应用与中等水平的辐射暴露。
2019-04-07 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Leakage current simulations of Low Gain Avalanche Diode with improved Radiation Damage Modeling
我们报告精确的TCAD模拟IHEP-IME-v1低增益雪崩二极管（LGAD）校准的二次离子质谱（SIMS）。我们的装置允许我们评估LGAD的漏电流、电容和击穿电压，这与辐照前的测量结果一致。提出了一种改进的LGAD辐射损伤模型（LRDM），该模型将局域受主去除和全局深能级结合起来。将LRDM应用于IHEP-IME-v1 LGAD，并能够很好地预测$ Φ_{eq}=2.5 \times 10^{15} ~n_{eq}/cm^{2}$辐照能量密度后-30 $^{\circ}$ C下的漏电流。电荷收集效率（CCE）正在开发中。
2022-09-30 hep-ex physics.ins-det
Simulation of radiation damage effect on silicon detectors using RASER
本研究利用RASER模拟辐射对硅探测器的影响，通过HPTM模型预测其在长期高能物理实验中的电荷收集效率保持能力。
2025-04-29 hep-ex physics.ins-det
Radiation Tolerance of 65nm CMOS Transistors
我们报告的影响，电离辐射对65纳米CMOS晶体管在约-20 ° C的照射过程中举行。在总剂量为1格拉德后观察到的损伤模式与室温暴露中报告的损伤相似，但我们观察到的损伤比室温下观察到的损伤小。
2015-11-24 hep-ex physics.ins-det
Effects of irradiation on Triple and Single Junction InGaP/GaAs/Ge solar cells
研究空间环境中三结太阳电池的退化效应，对于未来的苛刻辐射轨道（如具有高粒子辐照强度的中轨道）空间飞行任务和基于电推进的新型航天器具有重要意义。在目前的工作中，我们报告的实验结果进行的（InGaP/GaAs/Ge）TJ太阳能电池和单结（SJ）同型子电池（即InGaP顶部电池，GaAs中间电池和Ge底部电池）的辐照测试活动。特别是，通过基于NIEL（非电离能量损失）标度假设的位移损伤剂量（DDD）方法分析了辐照样品的电性能退化，DDD剂量由SR-NIEL方法计算。通过将剩余因子作为DDD的函数作图，找到了每种样品类型和每种电参数的单一退化曲线。通过选择合适的位移阈值能量$E_d$，实现了单一曲线上剩余因子的崩溃，用于NIEL计算。此外，DLTS（深能级瞬态谱）技术被用来更好地了解由辐照产生的缺陷的性质。DLTS测量揭示了一个很好的相关性的缺陷引入的GaAs子电池内的辐射和计算的位移损伤剂量。
2018-09-19 astro-ph.IM physics.ins-det
Proton Radiation Damage Experiment for X-Ray SOI Pixel Detectors
在近地轨道上，有许多主要由高能质子组成的宇宙射线。这些宇宙射线引起表面和体辐射效应，导致探测器性能下降。在研制用于天文卫星的X射线探测器时，必须对探测器的抗辐射性能进行定量评估。我们进行了质子辐照实验上的新开发的X射线探测器称为XRPIX的基础上的硅绝缘体技术在HIMAC在国立放射科学研究所。我们辐照了6 MeV的质子，总剂量为0.5krad，相当于在轨道上辐照6年。结果，增益增加了0.2%，能量分辨率降低了0.5%。最后，我们照射质子高达20 krad，发现探测器的性能显着下降，在5 krad。在5 krad辐照下，对应在轨60年，增益提高0.7%，能量分辨率提高10%。通过分解为噪声分量，我们发现，电路噪声的增加是占主导地位的能量分辨率的退化。
2018-10-22 astro-ph.IM physics.ins-det
Radiation Induced Point and Cluster-Related Defects with Strong Impact to Damage Properties of Silicon Detectors
这项工作的重点是辐射引起的缺陷负责硅探测器的退化的调查。通过对60Co射线、6和15MeV电子、23GeV质子和1MeV等效反应堆中子辐照引起的缺陷的比较研究，发现点缺陷和团簇中心的存在对Si二极管的损伤特性有很大影响。基于缺陷分析的微观原因和它们对探测器性能的宏观后果之间的详细关系。特别是，它表明，暴露于高水平的60 Co剂量后的Si器件性能的变化可以完全理解的两个点缺陷的形成，都强烈依赖于在硅体中的氧浓度。强子辐照的特殊性是退火效应，退火效应分别降低。增加了最初观察到的损伤效应，如耗尽电压的变化所示。一组三个集群相关的缺陷，显示为深孔陷阱，被证明是负责具体的反向退火。它们的形成不受氧含量或Si生长过程的影响，这表明它们是位于扩展的无序区域内的多空位的复合物。
2009-09-24 hep-ex physics.ins-det
Timing resolution of a plastic scintillator counter read out by radiation damaged SiPMs connected in series
本文讨论了SiPM的辐射损伤对具有串联SiPM读出的塑料闪烁体计数器性能的影响，重点是定时测量。由$120 \times 40 \times5~\mathrm{mm}^3$闪烁体瓦片组成的计数器的性能由两组六个SiPM从AdvanSiD串联连接在短边上读出，对于不同的SiPM组合在不同的辐照水平。首先，用来自$^{90}$ Sr源的电子以高达$Φ_\mathrm{e^-}\approx 3 \times 10^{12}~\mathrm{cm}^{-2}$的注量均等地照射六个SiPM。计数器的定时分辨率随着暗电流的增加而逐渐变差。当计数器从30 $^\circ$ C冷却到10 $^\circ$ C时，暗电流和劣化减小。其次，用反应堆中子照射33个SiPM。研究了非均匀损伤水平下串联SiPM读出计数器的特性。当SiPM的照射不均匀时，信号脉冲高度、时间响应和定时分辨率取决于计数器中的命中位置。
2020-10-09 hep-ex physics.ins-det
Characterisation of highly radiation-damaged SiPMs using current measurements
当暗计数之间的平均时间接近甚至超过信号衰减时间时，辐射损伤SiPM的表征是一个主要挑战。在这份说明中，一个收集的公式，已开发和用于分析的电流测量SiPM在黑暗中和照明的LED，强子辐照前后。它示出，如何参数，如击穿电压，淬火电阻，暗计数率，由于暗计数和盖革放电概率的光检测效率的降低可以估计从电流-电压测量。所需的唯一附加SiPM参数是像素电容、像素数量和相关噪声。该方法的核心是像素占用的概念，在给定的时间间隔内，在单个像素中的盖革放电的概率，其中的SiPM信号的衰减时间已被假定。作为示例，使用公式在-30 ° C和+20 ° C的温度下，在通过5E 13 cm $^{-2}$的反应堆中子的注量辐照之前和之后对KETEK SiPM进行计数，其中观察到超过1 E11 Hz的暗计数率。
2017-09-15 hep-ex physics.ins-det
Radiation Damage of $2 \times 2 \times 1 \ \mathrm{cm}^3$ Pixelated CdZnTe Due to High-Energy Protons
本研究通过61 MeV质子辐照实验，量化了像素化CdZnTe探测器在高达2.6×10^8 p/cm²通量下的辐射损伤，发现偏压依赖的退化效应，并评估了退火恢复效果。
2023-08-05 astro-ph.IM physics.ins-det
The behaviour of copper in view of radiation damage in the LHC luminosity upgrade
考虑到LHC加速器亮度升级中四极杆的安全运行，铜稳定器在低温下对各种高能辐射源的响应是至关重要的。本研究考虑到预期的高能量谱的同时辐射的中子，质子，π介子，电子和光子，计算使用FLUKA代码由F。Cerutti（CERN）以及文献价值。发现质子辐照引起的损伤比中子辐照高得多：尽管质子分数为3.8%，但测得的损伤为20%的量级，这与N. Mokhov（费米实验室）关于质子对dpa的贡献。同样的计算表明，质子、π介子和电子的总效应至少与中子的效应一样高。由于Nakamoto等人最近的中子实验表明，对于10^{21} n/cm^{2}的注量，Cu的RRR从200降低到50-120，因此，包含所有高能量源将导致RRR值远低于50，从而危及稳定性和保护。这一结果证实了在四极杆内部包括钨屏蔽的必要性。
2014-01-16 physics.acc-ph physics.ins-det
Investigation of Mixed Irradiation Effects in p-MCz Thin Silicon Microstrip Detector for the HL-LHC Experiments
在CERN RD 50协作中进行了大量的研发工作，以找出可用于HL-LHC，n和p-MCz的苛刻辐射环境中的Si探测器的最佳材料Si被确定为2026年新的紧凑型μ子螺线管跟踪器探测器第2阶段升级计划中可选择的条形探测器材料的主要候选材料之一。本文首次提出了一种改进的p-MCz硅四能级深陷阱混合辐照模型，并将全耗尽电压和漏电流的实验数据与混合辐照p-MCz硅PAD探测器的Shockley-Read-Hall复合统计结果进行了比较。本文用SRH理论计算了E30 K浅施主深陷阱的有效引入速率ηeff。计算了p-MCz硅微带探测器中的空间电荷行为和电场分布，并与n-MCz硅微带探测器中浅施主深陷阱E30 K的Neff值进行了比较。考虑全耗尽电压和漏电流的p-MCz硅辐射损伤混合辐照模型的预测不确定性。在实验和SRH结果中观察到非常好的一致性。该辐射损伤模型还用于外推薄p-MCz硅微带探测器在不同混合（质子+中子）高辐照注量下的全耗尽电压值。
2022-08-09 hep-ex physics.ins-det
Repeated radiation damage and thermal annealing of avalanche photodiodes
雪崩光电二极管（APD）非常适合量子通信卫星上的单光子探测，因为它们是一种成熟的技术，具有高探测效率，无需低温冷却。然而，由于在轨辐射损害，它们的热噪声容易显著增加。以前的工作表明，一次性应用的热退火减少辐射损伤引起的APD的热噪声。在这里，我们研究的影响，周期性质子照射和热退火。我们使用加速测试环境，模拟低地球轨道卫星的真实两年运行概况。我们表明，重复的热退火是有效的硅APD的热噪声保持在一个范围内适合量子密钥分发在整个标称任务寿命，并超越。我们研究两种策略-退火在一个固定的时间段，退火时，热噪声超过预定义的限制。我们发现这两种策略在寿命结束时表现出类似的热噪声，有条件退火的总体优势略有增加。我们还观察到，探测器的后脉冲概率增加与累积质子辐照。这些知识有助于指导未来星载量子通信应用的设计和任务决策。
2021-05-20 astro-ph.IM physics.ins-det quant-ph
A study of high-energy proton induced damage in Cerium Fluoride in comparison with measurements in Lead Tungstate calorimeter crystals
在欧洲核子研究中心大型强子对撞机的量热法早期研发研究中产生的氟化铈晶体暴露于24 GeV/c质子通量Phi_p=（2.78 +- 0.20）x 10 EE 13 cm-2，经过一年的测量跟踪其恢复，通量Phi_p=（2.12 +- 0.15）x 10 EE 14 cm-2。质子引起的晶体损伤和两次辐照后的自发恢复的结果在这里，随着一些新的，补充数据的质子损伤钨酸铅。与FLUKA蒙特卡罗模拟结果进行了比较，并试图定性的理解高能损伤机制。
2010-05-06 hep-ex physics.ins-det
Radiation Damage Study of SensL J-Series Silicon Photomultipliers Using 101.4 MeV Protons
研究了J系列硅光电倍增器（SiPMs）的辐射损伤，并将其用于未来的星载闪烁探测器。几个SiPM样品暴露于101.4 MeV质子，1 MeV中子当量通量范围为1.27*10^8 n/cm^2至1.23*10^10 n/cm^2。辐照后，SiPM经历了暗电流和噪声的大幅增加，这可能会在功耗，热控制和低能量事件检测方面为长期运行的太空任务带来问题。用CeBr 3闪烁体晶体进行的测量表明，在暴露于1.23*10^10 n/cm^2和室温退火之后，单个6 mm方形SiPM在室温下的暗噪声从0.1 keV增加到2 keV。由于大的SiPM噪声，对于使用4-SiPM阵列的CeBr 3探测器，伽马射线探测阈值增加到约20 keV，对于使用16-SiPM阵列的探测器，伽马射线探测阈值增加到约40 keV。仅观察到质子照射对平均探测器信号的小的影响，这表明SiPM增益和光子探测效率没有变化或变化很小。
2020-07-21 astro-ph.IM physics.ins-det
Radiation Damage Studies on Titanium Alloys as High Intensity Proton Accelerator Beam Window Materials
高强度双α + β相钛合金Ti-6Al-4V被用作几个加速器靶设施中的束窗的材料。然而，相对知之甚少，这种合金的材料性能如何受到高强度质子束辐照的影响。随着计划将J-PARC和Fermilab的中微子设施升级到超过1兆瓦的光束功率，窗口材料的辐射损伤将达到每年每个原子（dpa）的几个位移，大大高于现有数据的~0.3 dpa水平。Radiate合作组织在BLIP设施对各种靶和窗口材料样品进行了高强度质子束辐照，包括各种钛合金。对第一个密封舱中的样本进行辐照后检查，辐照强度高达0.25 dpa，正在进行中。在PNNL的热室中进行的拉伸试验显示出Ti-6Al-4V的辐射硬化和延展性损失的明显特征，而β相较少的Ti-3Al-2.5V显示出较不严重的硬化。显微组织调查将遵循这些合金之间的拉伸行为的差异的原因进行研究。高周疲劳（HCF）的性能是关键的束窗口暴露于周期性的热应力从脉冲质子束的寿命估计。通过在Fermilab进行的常规弯曲疲劳试验和在Culham实验室进行的超声波中尺度疲劳试验获得辐照钛合金的第一次HCF数据。第二个容器中的样品，在高达~1 dpa的辐照下，覆盖典型的钛合金等级，包括可能的耐辐射候选材料。对钛合金辐射损伤效应的系统研究旨在使我们能够预测Ti-6Al-4V制成的电流束窗口的实际寿命，并通过选择更耐辐射和热冲击的合金来延长寿命。
2019-11-22 hep-ex nucl-ex physics.acc-ph
