Searching for short baseline anomalies with the LAr-TPC detector at shallow depths
ICARUS合作组成功地运行了GranSasso实验室的液体氩时间投影室（LAr TPC）、一种新型的连续灵敏的泡室中微子探测器和来自CERN SPS的地下中微子束。ICARUS现在可以在8 GeV的FNAL-Booster上移动，以便在距离目标较浅和较短的距离内搜索LSND类中微子电子异常，其中三个实验将同时研究三个不同位置的中微子。新的和实质性的修改，以使ICARUS可操作的存在下，这样一个大的宇宙射线μ子背景。
2014-08-27 physics.ins-det
Design and implementation of the new scintillation light detection system of ICARUS T600
ICARUS T600是美国费米实验室短基线中微子计划的远探测器，它沿助推中微子束线布置了三个液氩时间投影室，用于寻找LSND类无菌中微子信号。T600探测器在CERN进行了一次重大的大修，引入了新的技术发展，同时保持了已经取得的性能。实现新型液氩闪烁光探测系统是探测器大修的首要任务。由于探测器将受到巨大的宇宙射线通量的影响，光探测系统应该允许对有助于识别束流溢出门中中微子相互作用的事件进行3D重建。介绍了ICARUS T600新型闪烁光探测系统的设计与实现。
2020-09-01 physics.ins-det
The laser diode calibration system of the ICARUS T600 detector at FNAL
ICARUS T600 LAr TPC是FNAL短基线计划的远探测器。由于它必须在助推中微子束中的浅深度工作，因此将存在大的宇宙射线背景（$\sim 11$ kHz）。为了减少它，精确的定时信息需要从新的光检测系统，基于360大面积光电倍增管。为了实现精确的时间测量，设计了基于快速激光二极管的校准系统和基于一个光开关、多个$1 \times 10$熔融光纤分路器、超高真空光馈电线和多模光纤跳线的系统，以将激光脉冲分配到每个PMT。PMT的增益/定时的时间演变以及可能的它们在时间$t_0$的初始校准将通过使用该系统来完成。该校准系统的预期时间分辨率约为100 ps。报告了建立该系统所需的实验室测试。
2020-03-28 physics.ins-det
Optimization of the light detection system of the ICARUS detector
INAF-OACT（国家天体物理研究所光学天文台）；INFN, Sezione di Catania（意大利国家核物理研究院卡塔尼亚分部）；Università degli Studi di Catania（卡塔尼亚大学）；INFN, Sezione di Pavia（意大利国家核物理研究院帕维亚分部）
针对ICARUS探测器中光电倍增管在低温下增益退化的问题，通过实验研究温度依赖性和建立简化物理模型，提出了缓解策略并实现了优化。
2026-05-29 physics.ins-det
Measurement of the neutrino velocity with the ICARUS detector at the CNGS beam
CERN-SPS加速器已经在一种新的、较低强度的中微子模式下进行了短暂的运行，其强度为~10^12 p. o.t./脉冲，束结构由四个类似LHC的提取组成，每个提取的宽度为3 ns，间隔为524 ns。这种非常紧密聚束的束结构代表了相对于CNGS束的普通操作的实质性进展，因为它允许在事件到事件的基础上非常精确地测量从CERN到LNGS的中微子的飞行时间。ICARUS T600探测器已经收集到7个束相关事件，与CNGS提供的中微子通量2.2 × 10^16 p. o.t.一致，并且与LAr-TPC中众所周知的中微子事件特征一致。本文分析了光速和到达的中微子LAr-TPC事件之间的飞行时间差。结果是兼容的同时到达的所有事件以相等的速度，光之一。这与OPERA报告的结果有很大的不同，OPERA报告称来自CERN的高能中微子到达LNGS的时间比预期的光速要早60 ns。
2012-03-29 hep-ex physics.ins-det
Operation and performance of the ICARUS-T600 cryogenic plant at Gran Sasso underground Laboratory
ICARUS T600液氩时间投影室是新一代的第一个大质量电子探测器，它能够将旧泡室的成像能力与出色的量热能量测量相结合。2001年在帕维亚进行了三个月的地面示范运行后，T600低温工厂在可靠性和安全性方面进行了重大修改，考虑到其在地下环境中的长期运行。T600探测器于2010年春季在INFN Gran Sasso实验室的B厅启动，在那里不间断地运行了大约三年，将暴露于欧洲核子研究中心的数据带到Gran Sasso长基线中微子束和宇宙射线。本文详细介绍了T600低温装置以及在液态氩填充结束后不久成功运行探测器的调试程序。讨论了长期地下运行期间的总体电厂性能和稳定性。最后，退役程序，进行了约6个月后，CNGS中微子束操作结束，报告。
2015-04-22 hep-ex physics.ins-det
Calibration and simulation of ionization signal and electronics noise in the ICARUS liquid argon time projection chamber
本文利用宇宙线μ子对ICARUS LArTPC的电荷响应进行时空均衡，并数据驱动地调谐电离信号与电子学噪声模拟，使蒙特卡罗与数据达到良好一致。
2024-08-05 hep-ex physics.ins-det
ICARUS at FNAL
INFN和ICARUS合作最初开发了LAr-TPC技术。ICARUS T600探测器位于地下LNGS Hall-B，已经运行了三年多，具有出色的探测效率，运行平稳，寿命长，可靠性高。大约有3000个CNGS中微子事件已经收集并正在积极分析中。ICARUS现在将被转移到CERN进行广泛的研发计划。T600探测器将进行大修，并补充类似的T150探测器。这些改进是与黎巴嫩国家教育局的实验合作进行的，现在有几个INFN机构是该实验的成员。作为一种新颖性，将引入约1 T的SC磁场。在2016年期间，建议将实验转移到FNAL，在那里可以获得短基线中微子束，补充已批准的MicroBooNe实验，该实验将于2014年开始运行。FNAL的ICARUS探测器将是一个重要的补充，因为在没有异常的情况下，距离目标不同距离的几个探测器的信号对于所有实验特征来说应该是彼此的复制。由于质量减少，MicroBooNE中的反中微子信号太弱，无法进行灵敏的比较。因此，LSND异常的明确澄清需要探索由更大的T600提供的反中微子信号。磁场将允许从中微子诱导的背景中分离反中微子信号。建议在距目标约700 m的助推器NuBeam处对T600进行曝光; T150将位于约150 m处。T600还将从离轴NUMI束接收>10^4 nu_e事件/年，峰值约为1 GeV，可用于为LBNE实验做准备。ICARUS小组也有兴趣将参与范围…
2014-01-10 hep-ph physics.ins-det
Energy reconstruction of electromagnetic showers from $π^0$ decays with the ICARUS T600 Liquid Argon TPC
我们讨论了ICARUS T600探测器在电磁簇射重建中的能力，通过对2001年帕维亚表面测试运行的212个事件的样本进行分析，这些事件是强子相互作用导致$π^{0}$介子产生的。发展了簇射能量和簇射方向的测量方法，并重建了光子对的不变质量。发现（$γ$，$γ$）不变质量与$π^0$质量值一致。发现重建的$π^0$质量的分辨率等于27.3%。为了从拥挤环境中测量的事件中清除完整事件样本而进行的改进分析（主要是由于触发条件）给出了16.1%的$π^0$质量分辨率，显著优于针对完整事件样本评估的质量分辨率。至少四个光电倍增管信号重合的触发要求有利于选择具有强烈堆积的宇宙射线轨道和相互作用的事件。因此，许多候选$π^0$事件被其他轨道严重污染，不得不被拒绝。对强子和中微子相互作用中产生$π^0$的事件进行了蒙特卡罗模拟，证实了簇射能量和簇射方向重建方法应用于实际数据的有效性。
2008-12-12 hep-ex physics.ins-det
Muon momentum measurement in ICARUS-T600 LAr-TPC via multiple scattering in few-GeV range
在没有磁场的情况下，利用多重库仑散射测量μ子动量是重建ICARUS-T600液氩TPC中νμ CC事件的关键，正如在费米实验室寻找无菌中微子一样，ICARUS将暴露于~ 1GeV的助推中微子束中。在INFN Gran Sasso地下实验室的周围岩石中，由CNGS νμ的带电电流相互作用产生的约1000个停止μ子的样本提供了几个GeV范围内的理想基准，因为它们的动量可以通过量热测量直接和独立地获得。利用多重库仑散射重建了0.5- 4.5 GeV/c范围内的μ子停止动量，其分辨率范围为10 - 25%，取决于μ子能量、径迹长度和漂移体积中电场的均匀性。
2017-02-28 hep-ex physics.ins-det
Overhaul and Installation of the ICARUS-T600 Liquid Argon TPC Electronics for the FNAL Short Baseline Neutrino Program
ICARUS T600液氩（LAr）时间投影室（TPC）于2016-2017年在CERN进行了大修，为FNAL在短基线中微子（SBN）计划中的运行做准备。这包括对光电倍增管系统和TPC有线读出电子设备进行重大升级。完整的TPC线读出电子连同新的线偏置和互连方案进行了描述。新的信号馈通法兰的设计也是此次大修的基础部分，其主要特点是将所有电子元件集成到信号法兰上。还描述了FNAL T600探测器中安装的完整TPC电子链的初始功能测试。
2020-11-25 hep-ex physics.ins-det
Operation of the Trigger System for the ICARUS Detector at Fermilab
University of Houston（休斯顿大学）；Tufts University（塔夫茨大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）；University of Texas at Arlington（德克萨斯大学阿灵顿分校）；INFN Sezione di Padova and University, Padova（帕多瓦大学及意大利国家核物理研究所帕多瓦分部）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；INFN Sezione di Bologna and University, Bologna（博洛尼亚大学及意大利国家核物理研究所博洛尼亚分部）；INFN Sezione di Catania and University, Catania（卡塔尼亚大学及意大利国家核物理研究所卡塔尼亚分部）；INFN Sezione di Milano Bicocca and University, Milano（米兰比可卡大学及意大利国家核物理研究所米兰比可卡分部）；Colorado State University（科罗拉多州立大学）；CERN（欧洲核子研究组织）；INFN Sezione di Pavia and University, Pavia（帕维亚大学及意大利国家核物理研究所帕维亚分部）；INFN Sezione di Genova and University, Genova（热那亚大学及意大利国家核物理研究所热那亚分部）；Lancaster University（兰卡斯特大学）；Brookhaven National Laboratory（布鲁克海文国家实验室）；Physical Research Laboratory（物理研究实验室）；Southern Methodist University（南方卫理公会大学）；SLAC National Accelerator Laboratory（斯坦福直线加速器中心）；University of Pittsburgh（匹兹堡大学）；York University（约克大学）；Harvey Mudd College（哈维穆德学院）；University of Chicago（芝加哥大学）
费米实验室ICARUS探测器通过基于荧光光子的触发系统收集中微子数据，分析触发效率与能量沉积和宇宙μ子位置的关系。
2025-08-05 hep-ex physics.ins-det
Experimental observation of an extremely high electron lifetime with the ICARUS-T600 LAr-TPC
ICARUS T600探测器是经过多年研发活动实现的最大液态氩时间投影室（LAr-TPC），已在INFN Gran Sasso地下实验室安装并成功运行3年。最重要的问题之一是需要在液态氩中具有极低的残余电负性杂质含量，以便以非常小的衰减沿漂移路径传输由电离粒子产生的自由电子。氩再循环和纯化系统所采用的解决方案在氩纯度和超过15 ms的自由电子寿命方面实现了令人印象深刻的结果，相当于约万亿分之20的当量O2污染，这是涉及LAr-TPC的任何未来项目和更高探测器质量尺度的开发的里程碑。
2015-01-12 physics.ins-det
New read-out electronics for ICARUS-T600 liquid Argon TPC. Description, simulation and tests of the new front-end and ADC system
ICARUS T600是一种主要用于中微子物理的液氩时间投影室（LAr-TPC）探测器，于2016-2017年在CERN进行了重大检修，其中还包括新设计的读出电子器件，考虑到其从2019年开始在费米实验室的短基线中微子（SBN）束上运行。新的更紧凑的电子设备显示出更有效地处理信号的能力，也在中间感应2线平面中，具有显著增加的信噪比（S/N），允许在该视图中也进行电荷测量。介绍了新的前端和模数转换（ADC）系统，以及在CERN用宇宙射线对50升液氩TPC进行的测试结果。
2018-05-10 physics.ins-det
A Novel Cosmic Ray Tagger System for Liquid Argon TPC Neutrino Detectors
费米实验室的短基线中微子（SBN）计划旨在利用其三个探测器（SBND，MicroBooNE和ICARUS-T600）观察和重建数千个中微子-氩相互作用，使用数百吨液态氩时间投影室执行丰富的物理分析计划，特别是专注于寻找无菌中微子。由于探测器的深度相对较浅，穿过其体积的宇宙射线粒子的连续通量引入了一个恒定的背景，该背景可能被错误地识别为感兴趣事件的一部分。在这里，我们提出了宇宙射线标签（CRT）系统，一种新的技术来标记和识别这些交叉粒子使用闪烁模块，测量它们的时间和坐标相对于事件内部的中微子探测器，因此减轻其影响的事件跟踪重建。
2016-12-14 hep-ex physics.ins-det
Review of Liquid Argon Detector Technologies in the Neutrino Sector
液氩（LAr）具有成本低、利用率高、闪烁性能好等优点，是粒子探测中应用最广泛的闪烁体之一。中微子领域的大量实验都是基于在一个或多个时间投影室（TPC）中使用LAr，从而实现高分辨率的三维粒子重建。在本文中，我们回顾和总结了一些这些液体氩时间投影室（LArTPC）的实验，并简要介绍了具体的技术，他们目前采用。这包括单相LAr实验（ICARUS T600、MicroBooNE、SBND、LArIAT、DUNE-SP、ProtoDUNE-SP、ArgonCube和垂直漂移）和双相LAr实验（DUNE-DP、WA 105、ProtoDUNE-DP和ARIADNE）。我们还讨论了LArTPC读出领域的一些新的研究途径，这些途径显示出在不久的将来大规模使用的潜力。
2021-03-11 hep-ex physics.ins-det
Enhanced Ionization Charge Identification in the Short-Baseline Neutrino Program Neutrino Detectors with Deep Neural Networks
Tufts University（塔夫茨大学）；Centro de Investigacion y de Estudios Avanzados del IPN (Cinvestav)（墨西哥国立自治大学高级研究中心）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）；University of Houston（休斯顿大学）；University of Rochester（罗切斯特大学）；Illinois Institute of Technology（伊利诺伊理工学院）；University of Texas at Arlington（德克萨斯大学阿灵顿分校）；CIEMAT, Centro de Investigaciones Energéticas, Medioambientales y Tecnológicas（能源、环境和技术研究中央中心）；University of Liverpool（利物浦大学）；University of California, Santa Barbara（加州大学圣巴巴拉分校）；INFN Sezione di Padova and University（意大利国家核物理学院帕多瓦分部及大学）；Universidad de Granada（格拉纳达大学）；Mount Holyoke College（曼荷利女子学院）；University of Oxford（牛津大学）
提出一种基于深度神经网络的感兴趣区域检测方法（DNN ROI），用于短基线中微子（SBN）项目中液氩时间投影室的信号处理，通过利用二维探测器读出和跨平面匹配信息，在低层ROI识别和高层重建指标上优于传统方法，并对探测器变化具有鲁棒性。
2026-05-29 hep-ex physics.ins-det
Study of space charge phenomena in GEM-based detectors
GEM孔内空间电荷的积累是影响探测器许多关键工作参数的重要现象之一。这种积累被发现是显着影响的初始初级电荷配置和施加GEM电压，因为它们确定的电荷共享和随后的演变的检测器响应。在这项工作中，我们已经研究了空间电荷现象的影响，不同的参数，单一的GEM探测器使用的混合数值模型。
2022-09-21 hep-ex physics.ins-det
Can magnetic field be used to reduce cosmic charged particles background to low energy particle detectors?
探讨了在地基低能粒子探测器中利用磁场降低宇宙线带电粒子本底的可能性。作为磁场强度和它的深度的函数的宇宙射线的减少的程度被量化。
2020-06-13 hep-ex physics.ins-det
Readout electronics of silicon detectors used in space cosmic-ray charges measurement
介绍了一种用于空间宇宙线电荷测量的多通道硅探测器读出电子学及其性能测试结果。该方法采用IDEAS公司的64通道电荷敏感ASIC（VA140）。该系统具有低功耗、低噪声、大动态范围、高集成度等特点，可用于未来基于硅探测器的粒子探测实验。
2013-07-11 hep-ex physics.ins-det
The Induced Charge Signal of Glass RPC Detector
提出了将气体探测器玻璃电阻率平行室（GRPC）用于强子量能器（HCAL）中，其读出系统采用半数字系统，需要GRPC提供的电荷信息。为了更好地了解GRPC产生的电荷，我们从宇宙射线测试开始获得电荷分布，然后研究收集垫上的感应电荷分布，在成功与欧洲核子研究中心（CERN）的原型束流测试数据进行比较后，最终将该过程植入基于Geant 4的模拟中以供未来研究。
2013-06-09 hep-ex physics.ins-det
Long distance nu_e -> nu_mu transitions and CP-violation with high intensity beta-beams
最近的实验测定一个大的θ_13角开辟了道路，以确定质量等级和CP违反阶段。基于喇叭产生的（反）中微子常规束的实验目前正在发展中。事件率是边际的一个明确的搜索，因为他们需要非常强烈的光束和非常大的探测器质量。Zucchelli提出了一种方法，即利用储存在高能储存环中的相对论放射性核素的β衰变产生纯（反）nu_e束，并指向远处的中微子探测器。由于它们的横向动量分布要小得多，中微子通量的集中范围要比喇叭窄得多。本文研究了Li-8（anti-nu_e，tau_1/2=0.84s）和B-8（nu_e，tau_1/2=0.77s）的同分异构双态。产生的中微子和反中微子束的平均横向动量约为6.5 MeV/c。放射性离子可以用专用的桌面储存环产生，以提供合适的离子源，在FNAL或CERN以高能量加速。然后，离子应该从加速器中提取出来，并积累在一个衰变储存环中，该储存环有一个长而直的部分指向中微子探测器。基于液态氩技术的大型探测器可能为未来的此类方案提供最佳机会。目前ICARUS LAr-TPC实验已经收集到了相关中微子能区的LNGS事件。它们应该为竞争信号的结论性实验研究提供第一个证据，更一般地说，它们应该为在CP破坏阶段的搜索中β束选择的实际可行性提供第一个证据。在不久的将来，ICARUS和MicroBooNe中微子实验可能会提供更多的数据，这些实验位于短距离中微子束上，将收集更多的中微子事件。
2013-06-10 hep-ph physics.acc-ph physics.ins-det
Charge Sharing Effect on 600 μm Pitch Pixelated CZT Detector for Imaging Applications
我们目前正在研究的空间分辨率的高像素碲锌镉（CZT）探测器的成像应用。20 mm {\times} 20 mm {\times} 5 mm CZT衬底用600 μ m间距像素（500 μ m阳极像素，100 μ m间隙）和共面阴极制造。使用准直的122 keV伽马射线源研究了两个像素之间的电荷共享。实验结果表明，在-1000 V偏压下，600 μ m像素化、5 mm厚的CZT探测器对双像素电荷共享事件的半高宽分辨率为125 μ m。此外，我们还分析了600 μ m像素化CZT探测器的能量响应。
2013-12-24 hep-ex physics.ins-det
ISIS2: Pixel Sensor with Local Charge Storage for ILC Vertex Detector
ISIS（原位存储成像传感器）是一种新型的CMOS传感器，具有多电荷存储能力，由线性对撞机风味识别（LCFI）合作开发的ILC顶点探测器。本文报告了在0.18微米CMOS工艺中实现的第二代ISIS传感器ISIS2的测试结果。明确地证明了局部电荷存储和电荷转移。
2010-07-14 hep-ex physics.ins-det
Charge-carrier collective motion in germanium detectors for ββ-decay searches
高纯锗探测器中载流子漂移引起的信号的时间分析提供了事件拓扑的信息。在典型的事件中产生数百万个载流子。它们的初始分布、随机扩散和库仑自排斥影响信号的时间结构。我们提出了一个全面的研究这些影响，并评估其对事件的歧视能力的三种几何形状，将用于在Legend实验的中微子双β衰变的影响。
2021-01-25 hep-ex physics.ins-det
Evidence of cluster dipole states in germanium detectors operating at temperatures below 10 K
本文首次证明低于10 K的锗探测器中残余杂质形成的簇偶极态导致电荷俘获，并揭示了电荷俘获对载流子类型和偏压条件的依赖规律。
2022-05-18 hep-ex physics.ins-det
On the initial approximation of charged particle tracks in detectors with linear sensing elements
在具有线性敏感元件的探测器（如线室、条形硅探测器等）中寻找带电粒子径迹，从直线轨道段的识别开始。后者是通过构造所有可能的激活的检测器元件的组合来推导的。在具有许多激活的检测器元件的高多重性环境中，这导致大的组合，并且显著降低了寻轨算法的性能。在这份报告中，我们追溯到这个问题的参数的直线建立从一些斜线（检测器的传感元件）在空间中的确定。基于两条双曲线的交点，我们给出了四个斜交检测器单元情况下的解析解，该方法也可以作为一级近似应用于更一般的曲线航迹搜索情况。
2018-07-19 hep-ex physics.ins-det
Data encoding efficiency in pixel detector readout with charge information
计算像素检测器的无损读出所需的平均最小比特数，在粒子物理学的感兴趣的制度中，其中每帧只有一小部分像素具有非零值。这允许不同编码实现的读出效率的系统比较。将计算结果与ATLAS实验的FE-I4像素读出芯片所使用的位数进行比较。
2016-01-08 hep-ex physics.ins-det
Q-Pix: Pixel-scale Signal Capture for Kiloton Liquid Argon TPC Detectors: Time-to-Charge Waveform Capture, Local Clocks, Dynamic Networks
提出了一种用于千吨级液态氩时间投影室（TPC）探测器的电离信号捕获和波形数字化方案。该方案基于像素级自触发“电荷积分/复位”模块、以不受约束的频率运行的本地时钟和动态建立的数据网络。该计划有利于详细捕获的波形的任意复杂性从一系列不同的时间间隔，其中每个对应于一个固定的电荷积分。基于本征$^{39}$ Ar衰变电流的绝对电荷自动校准过程是主要的益处。具有自引导网络生成功能的扁平电子架构可提供极高的抗单点故障能力。集成的光子探测，虽然高度投机，也可能是可能的。目标是优化发现潜力。很多事情都可能处于危险之中。
2018-09-26 hep-ex physics.ins-det
Timing and Charge measurement of single gap Resistive Plate Chamber Detectors for INO-ICAL Experiment
最近批准的印度中微子天文台将使用世界上最大的磁铁来研究大气μ子中微子。50千吨铁量热计由铁与单间隙电阻板室交替组成。使用环形铜线圈在铁中产生$\sim$ 1.5 T的均匀磁场。μ子中微子与铁靶相互作用产生带电μ子，由电阻板室检测，并使用正交拾取条进行跟踪。每层的定时信息用于区分向上和向下行进的μ子。用于检测器的读出电子器件的设计关键取决于由μ子引起的电荷的精确模型以及对偏置电压的依赖性。在本文中，我们提出了在不同的操作条件下使用原型探测器的定时和电荷响应测量。我们还报告了不同的气体混合物，特别是$SF_6$，对定时响应的影响。
2017-09-26 hep-ex physics.ins-det
Impact of Charge Trapping on the Energy Resolution of Ge Detectors for Rare-Event Physics Searches
电荷俘获降低了锗（Ge）探测器的能量分辨率，这要求在寻找暗物质和无中微子双β衰变时具有更高的实验灵敏度。我们调查的电荷捕获过程中，利用九个平面探测器制造的超声波生长的晶体与众所周知的净杂质水平。根据Shockley-Ramo定理导出了电荷收集效率与电荷俘获长度的函数关系。此外，我们开发了一个模型，相关的能量分辨率与电荷收集效率。然后将该模型应用于实验数据。结果，电荷收集效率和电荷捕获长度相应地被确定。利用Lax模型（进一步发展的CDMS合作者），绝对杂质水平确定的9个检测器。这些参数的知识，当结合其他性状，如Fano因子作为一个可靠的指标，晶体内的电荷捕获的固有性质。我们表明，电子捕获是更严重的比空穴捕获在p型探测器和电荷收集效率取决于绝对杂质水平的Ge晶体时，适当的偏置电压施加到检测器。当用于收集电子的绝对杂质水平小于1.0 $\times$ 10 $^{11}/$ cm $^{3}$和用于收集空穴的绝对杂质水平小于2.0 $\times$ 10 $^{11}/$ cm $^{3}$时，发现可忽略的电荷俘获。
2020-04-28 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Modeling the Charge Collection Efficiency in the Li-diffused Inactive Layer of a P-type Point-Contact Germanium Detector
建立了P型高纯锗探测器中锂扩散非活性层的模型，描述了载流子的输运过程，并计算了其中的电荷收集效率。该模型被应用于计算一个用于稀有事件物理实验的P型点接触锗探测器的电荷收集效率，并在另一个P型半平面锗探测器中得到验证。计算出的电荷收集效率曲线与两种探测器的测量结果一致。在此基础上讨论了Li掺杂工艺对电荷收集效率的影响。该模型可以很容易地推广到其他P型锗探测器，如P型宽能锗探测器和P型倒同轴点接触探测器。
2022-12-28 physics.ins-det
Simulation Studies of Charge Transport on Resistive Structures in Gaseous Ionization Detectors
我们开发了一个工具，用于模拟有限尺寸的导电板上的电荷输运。这个工具叫做Chani。开发Chani的主要动机是为火花保护微图案气体探测器（MPGD）中阳极电极的尺寸和电阻率的优化提供一种工具。在这篇论文中，我们首先介绍了大型强子对撞机和ATLAS实验的概况。然后，我们回顾了气体离子化检测器技术，特别是micromegas技术。然后，我们提出的Chani的工作原理，以及示例计算。这些例子包括与解析可解问题的比较，表明模拟结果是合理的。
2012-07-19 hep-ex physics.comp-ph physics.ins-det
The Impact of the Charge Barrier Height on Germanium (Ge) Detectors with Amorphous-Ge Contacts for Light Dark Matter Searches
在寻找低至MeV量级的轻暗物质时，需要能够测量单个电子-空穴对的锗探测器。我们研究了具有非晶Ge（a-Ge）接触的Ge探测器实现测量单个e-h对的灵敏度的可行性，这需要极低的漏电流。采用三个具有a-Ge接触的Ge探测器研究了阻挡电子和空穴的电荷势垒高度。利用测得的体漏电流和D $\ddot{o}$ hler-Brodsky模型，我们分别得到了顶接触和底接触的电荷势垒高度和费米能级附近的局域能态密度。我们预测，体漏电流是非常小的，可以忽略不计，在氦温度（$\sim$ 4 K）。因此，具有a-Ge接触的Ge探测器具有测量用于探测LDM粒子的单个e-h对的潜力。
2020-04-28 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Electric fields, weighting fields, signals and charge diffusion in detectors including resistive materials
在这份报告中，我们讨论了静态和时间依赖的电场检测器的几何形状与任意数量的平行层的给定的介电常数和弱导电性。我们推导出格林函数，即一个点电荷的字段，以及在这些几何形状的读出垫和读出带的加权字段。研究了体电阻率对电场和信号的影响。还详细讨论了电荷在薄电阻层上的扩散，并讨论了允许用扩散方程描述这种效应的条件。我们将结果应用于电阻板室，Micromega探测器，包括电荷扩散和放电保护的电阻层，以及使用电阻电荷划分读出像MicroCAT探测器的探测器，以获得字段和感应信号。我们还详细讨论了电阻层如何影响信号的形状和增加读出电极之间的串扰。
2016-02-25 physics.ins-det
Charge Transfer Inefficiency Studies for CCD Vertex Detectors at a LC
线性对撞机味道识别（LCFI）合作研究在未来的线性e+e-对撞机框架内用于夸克味道识别的CCD探测器。味道识别是基于非常接近的相互作用点的带电轨道的精确重建。因此，该探测器将暴露于高水平的辐射，因此顶点探测器开发的一个重要方面是辐射硬度研究。详细的模拟结果的CCD原型芯片的电荷传输特性的报告，并与初始测量比较。模拟程序允许研究辐射损伤的影响后，检测器暴露于现实的辐射剂量，这是预期在未来的LC检测器操作的环境中。
2005-07-05 physics.ins-det
Measurement of cluster elongation and charge in a pixel detector of 10~$μ$m pitch at sub-GeV energies
我们目前的测量伸长率和集群电荷使用MIMOSA-18 MAPS像素矩阵与10 $μ$ m像素间距，使用电子测试束的能量范围从15到500兆电子伏。我们观察到团簇电荷和伸长的大入射角的能量依赖性。
2011-11-29 physics.ins-det
Measuring the Impact Ionization and Charge Trapping Probabilities in SuperCDMS HVeV Phonon Sensing Detectors
使用经由光纤耦合到低温恒温器的室温脉冲激光器，通过1.91 eV光子照射在30 mK下操作的0.93克$1{\times}1{\times}0.4$ cm $^3$ SuperCDMS硅HVeV检测器。利用探测器在各种特定工作条件下的响应，研究了探测器在高纯硅衬底上的漏电流、电荷俘获和碰撞电离。对于$\pm$ 140 V的衬底偏压，发现检测器中电荷载流子进行电荷捕获（0.713 $\pm$ 0.093%）或引起碰撞电离（1.576 $\pm$ 0.110%）的测量概率几乎与偏压极性和电荷载流子类型（电子或空穴）无关。
2019-12-01 physics.ins-det
Optimal use of Charge Information for the HL-LHC Pixel Detector Readout
ATLAS和CMS探测器的高亮度升级的像素探测器将保留数字化的电荷信息，尽管命中率极高。电路的物理尺寸和输出带宽都将限制电荷可以数字化和存储的位数。因此，我们研究了用于数字化和存储的位数对单个和多个粒子簇的分辨率，效率，分类和粒子识别的影响。我们展示了性能如何降低，因为更少的位用于存储和存储电荷。我们发现，有限的电荷信息（4位），可以实现各种任务的性能接近最佳。
2017-10-06 physics.ins-det
Performance of 20:1 multiplexer for large area charge readouts in directional dark matter TPC detectors
在当前基于TPC的定向暗物质探测器中需要更多的目标质量以提高探测器灵敏度。这可以通过放大检测器体积来实现，但这导致需要更多的模拟信号通道。降低电荷读出电子器件的总成本的可能解决方案是多路复用信号读出通道。在这里，我们提出了一个多路复用器系统在扩展模式的基础上，LMH6574芯片由德州仪器，最初设计用于视频处理。该设置具有将这种TPC检测器中的读出数量减少20倍的能力。结果表明，重要的电荷分布沿电离轨道的不对称性保留后，多路信号解复用。
2018-03-12 astro-ph.IM hep-ex physics.app-ph
Modeling of Impact Ionization and Charge Trapping in SuperCDMS HVeV Detectors
提出了一种用于SuperCDMS HVeV探测器的电荷俘获和碰撞电离模型，并进行了测量这些参数的实验。还描述了隔离和量化测量中的主要噪声源（体电荷和表面电荷泄漏）的程序。这为精确测量电荷捕获和碰撞电离概率奠定了基础，以便将该模型纳入未来的暗物质搜索。
2019-12-24 physics.ins-det
Charge-Carrier transport simulations in diamond detectors with electric-field-dependent mobility and charge-collection-distance-based trapping
TU Dortmund University（多特蒙德工业大学）；Dokuz Eylül University（德古埃勒大学）
本文扩展了allpix框架，引入金刚石特定的传输模型，用于模拟电荷载流子迁移率和陷阱效应，验证了迁移率在无陷阱限制下的准确性，并评估了多晶CVD金刚石中的电荷收集距离陷阱模型。
2026-10-30 physics.ins-det
Observation of Time-Dependent Internal Charge Amplification in a Planar Germanium Detector at Cryogenic Temperature
本文首次在低温平面Ge探测器中观测到由空穴漂移和带电态碰撞电离导致的瞬时内部电荷放大，并指出稳定该效应可支撑MeV量级暗物质的<10 meV阈值探测。
2023-03-15 cond-mat.mtrl-sci hep-ex nucl-ex
Efficient Charge Collection in Coplanar Grid Radiation Detectors
我们模拟了辐射共面栅探测器中的激光感应瞬态电流波形。用有限元法求解泊松方程，利用Shockley-Ramo定理得到光生电荷诱导的电流。用蒙特卡罗模拟模拟了光谱对辐射通量的响应。我们展示了10个$\times$改进的共面栅格探测器使用差分信号感测的光谱分辨率。我们模拟的电流波形依赖于掺杂，耗尽宽度，扩散和探测器屏蔽和它们的相互依赖关系的探测器优化方面进行了讨论。数值模拟成功地与实验数据进行了比较，并提出了进一步的模型简化。电极下方的空间电荷和共面栅网阳极上的非均匀电场是激光诱导瞬态电流波形的主要贡献。
2017-02-01 physics.ins-det
Position Sensing from Charge Dispersion in Micro-Pattern Gas Detectors with a Resistive Anode
微图案气体检测器，例如气体电子倍增器（GEM）和Micromegas需要窄的高密度阳极读出元件以实现良好的空间分辨率。对于某些潜在的微检测器应用，例如时间投影室，高密度阳极读出将需要难以管理的电子通道数量。我们在下面描述了一种新技术，以实现良好的空间分辨率，而不增加在配备有高表面电阻率阳极读出结构的改进的微检测器中的电子通道计数。下面描述了具有电阻阳极的改进的GEM检测器中电荷分散的空间分辨率的概念和初步测量。
2003-10-31 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
A method for precise charge reconstruction with pixel detectors using binary hit information
提出了一种利用像素点的二值命中信息精确重建电荷谱的方法。该方法与读出电路提供的电荷信息无关，并且具有主要受电子噪声限制的分辨率。它依赖于在对来自粒子源的命中进行计数的同时以小步改变检测阈值的能力。基于ATLAS像素芯片FE-I4凸点键合到230 μm 3D硅传感器的测量，解决了这些错误，并显示了该方法的性能。作为例子，从放射源和电子束的电荷谱。实验结果表明，该系统的电荷分辨率（σ<200 e）接近ATLAS FE-I4像素芯片的电子噪声。
2014-08-15 physics.ins-det
Simulation study of signal formation in position sensitive planar p-on-n silicon detectors after short range charge injection
分段硅探测器（微像素和微带）是欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）实验中使用的主要探测器类型。由于高亮度和最终的高通量，需要具有快速响应以适应20 ns的短成形时间和足够的辐射硬度的探测器。在Ioffe研究所进行的测量表明，探测器对短程电荷注入的响应中的脉冲极性发生了逆转。由于测得的负信号约为峰值正信号的30-60%，因此即使在未辐照的探测器中，该效应也强烈地降低了CCE。为了进一步研究这种现象，测量结果已被TCAD模拟再现。至于测量，模拟研究被应用于p-on-n条带探测器，其几何形状类似于为ATLAS实验开发的那些，并且用于Ioffe研究所设计的p-on-n条带探测器，其中每个条带在覆盖p $^+$注入物的金属化中具有窗口，允许在条带注入物下产生电子空穴对。利用不同的激光直径和Si-SiO $_2$界面电荷密度，对整个条带和条带间间隙进行红色激光扫描。结果验证了实验观察到的负响应沿带间间隙中的扫描。当激光光斑位于带p $^+$植入物上时，负响应消失，并且在有源带处收集的电荷成比例地增加。模拟结果提供了一个进一步的洞察和理解的氧化物电荷密度的影响，在信号的形成。所观察到的效果和细节的检测器响应不同的电荷注入位置进行了讨论的背景下，拉莫定理。
2017-10-03 physics.ins-det
Stability and photometric accuracy of CMOS image sensors in space: Radiation damage, surface charge and quantum confinement in silicon detectors
本文分析辐射引起的表面电荷变化对硅成像探测器稳定性和测光精度的影响，以评估对未来NASA任务（如宜居世界天文台）的启示。
2023-05-08 physics.ins-det
Charge collection efficiency mapping of interdigitated 4H-SiC detectors
采用离子束诱导电荷收集（IBIC）技术测量了4 H-SiC光电探测器的电荷收集效率（CCE），该探测器具有共面叉指肖特基势垒电极和背面的公共欧姆接触。IBIC地图获得使用聚焦质子束的能量为0.9 MeV和1.5 MeV，在不同的偏置电压和不同的敏感电极配置（电荷收集在顶部肖特基或在背面欧姆接触）。这些不同的实验条件已被建模使用二维有限元代码来解决伴随载波连续性方程，并得到的结果与实验结果进行了比较。模拟和实验的CCE地图之间的良好的一致性允许发生在像素化或条带探测器的电荷收集机制的详尽解释。
2016-08-26 physics.ins-det
A new charge reconstruction algorithm for the DAMPE silicon microstrip detector
暗物质粒子探测器（DAMPE）是中国科学院空间科学战略先导研究计划的四颗卫星之一。由768个单面硅微带探测器组成的硅钨跟踪器（STK）是DAMPE的四个子探测器之一，为相对论带电粒子提供径迹重建和电荷识别。DAMPE硅微带探测器的电荷响应是复杂的，取决于入射角和碰撞位置。本文介绍了一种新的用于DAMPE硅微带探测器的电荷重构算法。该算法能够校正复杂的电荷响应，并通过离子束实验验证了该算法的可行性。
2017-12-21 astro-ph.IM physics.ins-det
Testing of planar hydrogenated amorphous silicon sensors with charge selective contacts for the construction of 3D- detectors
氢化非晶硅（a-Si：H）是一种因其固有的辐射硬度而众所周知的材料，并且主要用于太阳能电池以及粒子探测和剂量测定。平面p-i-n二极管探测器完全通过本征和掺杂的硅烷（SiH_4）和分子氢的混合物的PECVD制造。为了开发3D检测器的几何形状，使用a-Si：H，已经考虑了两种选择的结制造：离子注入和通过原子层沉积的电荷选择性接触。为了测试电荷选择性接触电极的功能，已经利用该技术制造了平面检测器。在本文中，我们提供了一个总体概述的3D制造项目，然后由泄漏电流测量和X射线剂量测定测试的结果进行平面二极管包含电荷选择性接触，调查的可行性的电荷选择性接触方法与建议的3D检测器架构的集成。
2022-02-03 physics.ins-det
Phonon and charge signals from IR and X excitation in the SELENDIS Ge cryogenic detector
在EDELWEISS合作的SELENDIS项目的目的是观察单个$e^- h^+$对在轻型（3.3克）的低温锗测辐射热计与电荷和声子读出的偏见高达$\sim 100$ V的这些设备是理想的详细表征机制的电荷创建和收集在低温锗探测器。通过注入脉冲红外激光或通过锗的中子活化诱导来自$^{71}$ Ge电子俘获衰变的K、L和M线，在探测器的本体中产生电子-空穴对。低能量激光脉冲也被用来探测单$e^- h^+$对锗测辐射热计的灵敏度。初步的结果被用来比较这两种模式的电荷产生，一个重要的一步，对锗辐射热计的详细表征，其用于亚兆电子伏暗物质（DM）的搜索。
2021-12-22 physics.ins-det
Atmospheric muons charge ratio analysis at the INO-ICAL detector
印度中微子天文台（INO）拟议的铁量热计（ICAL）探测器将是一个大型（50 kt）磁化探测器，位于泰米尔纳德邦博迪西山地下1270米处。ICAL能够识别粒子的电荷。在本文中，其潜在的μ子电荷比的测量探索通过一个详细的模拟为基础的研究，首先使用CORSIKA代码，然后将其与分析模型（“鼠兔”模型）。μ子荷电比的估计值与现有的实验观测值一致，其测量值可由INO-ICAL扩展到10 TeV和60度。
2018-06-29 hep-ph physics.ins-det
