Terahertz Strong-Field Physics in Light-Emitting Diodes for Terahertz Detection and Imaging
强太赫兹（THz）电磁场通过对基元激发和集体激发的非微扰驱动，揭示了许多材料中的各种极端非线性光学效应。然而，这种非线性光响应尚未在发光二极管（LED）中发现，更不用说将它们用作快速，成本效益，紧凑和室温操作的THz探测器和相机。在这里，我们报告无处不在的LED表现出巨大的和快速的光伏信号具有优异的信噪比时，被太赫兹场强度>50 kV/cm的照明。我们还成功展示了THz-LED探测器和相机原型。这些非正统的THz探测器表现出高响应率（>1 kV/W），响应时间比热释电探测器短四个数量级。探测机制是太赫兹场诱导的非线性碰撞电离和肖特基接触。这些发现不仅有助于加深我们对强太赫兹场与物质相互作用的理解，而且对强太赫兹场诊断的应用也有很大的贡献。
2020-07-28 physics.ins-det physics.optics
A measurement of the ionization efficiency of nuclear recoils in silicon
我们测量了动能在1.8 - 20 keV之间的硅核反冲的电离效率。我们用中子束轰击硅漂移二极管进行弹性散射实验。使用宽能中子谱，并使用散射中子的飞行时间和散射角的测量来重建核反冲能。Lindhard等人的理论很好地描述了这项工作的结果的总体趋势。超过4 keV的反冲能量。低于该能量，所呈现的数据显示出与模型的偏差。数据表明在低能量下比理论预测更快的下降。
2017-07-04 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Observables for Recoil Identification in High-Definition Gas Time Projection Chambers
核反冲的定向探测在核物理和粒子物理中是广泛需要的。在低反冲能量下，这种能力可以用来确认暗物质信号的宇宙起源，穿透所谓的中微子层，或者区分不同的中微子源。气体时间投影室（TPC）可以在读出粒度足够高的情况下实现定向反冲检测，如当利用微图案气体检测器（MPGD）时的情况。这种探测器的一个关键挑战是识别和拒绝由探测器材料和环境中的放射性污染物的伽马射线引起的背景电子反冲事件。我们定义了新的观测值，可以区分电子和核反冲，即使在千电子伏级的能量，基于模拟电离的拓扑结构。我们进行了模拟研究，表明这些观测优于传统上使用的判别式，dE/dx，高达三个数量级。此外，这些新的可观测值即使在远低于10 keV的电离能下也能很好地工作，并且即使在方向性失败的情况下也保持稳健。
2021-09-17 physics.ins-det
Annealing behaviour of charge collection of neutron irradiated diodes from 8-inch p-type silicon wafers
本研究针对高亮度LHC的CMS HGCAL探测器，测试了新型8英寸p型硅pad二极管在中子辐照下的电荷收集与60°C等温退火行为，为高注量区域传感器厚度选择及停机期退火效应评估提供依据。
2025-07-01 hep-ex physics.ins-det
Temperature dependence of the long-term annealing behavior of neutron irradiated diodes from 8-inch p-type silicon wafers
CERN（欧洲核子研究组织）；Karlsruhe Institute of Technology（卡尔斯鲁厄理工学院）；Heidelberg University（海德堡大学）；Uppsala University（乌普萨拉大学）；Al-Farabi Kazakh National University（阿尔法拉比哈萨克国立大学）；An Najah National University（安纳贾赫国立大学）；HAN University of Applied Sciences（汉应用科学大学）
研究中子辐照二极管在不同温度下的退火行为，利用电特性测量和电荷收集测量，提取退火时间常数，改进HL-LHC通量范围内的退火建模。
2026-02-23 hep-ex physics.ins-det
The performance of IHEP-NDL LGAD sensors after neutron irradiation
本文报道了低增益雪崩二极管（LGAD）传感器在注量为0.8 × 10^15、15 × 10^15和2.5 × 10^15 neq/cm ~ 2的中子辐照活动中的性能。这些LGAD传感器由中国科学院高能物理研究所和高亮度大型强子对撞机高粒度定时探测器新器件实验室研制。LGAD传感器的定时分辨率和收集的电荷用来自β源的电子测量。在以2.5 x 10^15 neq/cm 2的能量密度照射后，收集的电荷从40 fC降低到7 fC，信噪比从48恶化到12，并且定时分辨率从29 ps增加到39 ps。
2021-07-08 physics.ins-det
TCT-based monitoring of LGAD radiation hardness for ATLAS-HGTD production
本文提出一种基于瞬态电流技术（TCT）的新测试方法，用于快速表征LGAD传感器辐射硬度，并结合电容-电压和90Sr电荷收集测量校准结果，为ATLAS-HGTD晶圆生产建立辐射硬度验收标准。
2025-11-07 hep-ex physics.ins-det
Design of a Large Area Digital SiPM with High Fill Factor and Fully Serial Digital Readout for Single Photon Detection in Liquid Noble Gas Detectors
本文设计了一种集成单光子雪崩二极管与CMOS读出的大面积数字SiPM芯片，具有高填充因子和全串行数字读出，可用于液态惰性气体暗物质探测中的单光子探测。
2025-01-23 hep-ex physics.ins-det
Effects of shallow carbon and deep N++ layer on the radiation hardness of IHEP-IME LGAD sensors
本文通过中子辐照实验比较W1、W7和W8三款IHEP-IME LGAD传感器，评估浅层碳与更深N++层对其抗辐照性能的影响。
2021-10-25 hep-ex physics.ins-det
Recent Technological Developments on LGAD and iLGAD Detectors for Tracking and Timing Applications
本文报道了低增益雪崩探测器（LGAD）的最新技术进展，并介绍了一种新的低增益雪崩探测器结构--逆LGAD（iLGAD）。这两种方法都基于标准雪崩光电二极管（APD）概念，通常用于光学和X射线检测应用，包括辐射产生的电荷的内部倍增。倍增是基本n++-p+-p结构所固有的，其中p+层的掺杂分布被优化以在结处实现高场和高碰撞电离。LGAD结构针对高能物理实验或医疗应用中的跟踪或定时探测器等应用进行了优化，其中时间分辨率要求低于30 ps。详细的TCAD器件模拟连同电气和电荷收集测量，通过这项工作。
2015-11-23 hep-ex physics.ins-det
Monolithic Active Pixel Sensors on CMOS technologies
对撞机探测器利用硅探测器的分辨率和精度至少有四十年了。未来的对撞机将需要大面积的硅传感器，用于低质量跟踪器和采样量热法。单片有源像素传感器（MAPS），其中硅二极管和读出电路结合在同一个像素，并可以在一些标准的CMOS工艺制造，是一个有前途的技术，为高粒度和光探测器。在本文中，我们审查1）的要求MAPS的跟踪器和电磁量能器（ECal）在未来的对撞机实验，2）正在进行的努力，专用MAPS的电子离子对撞机（EIC）在BNL，EIC硅联盟已经实例化，和3）空间出生的应用MeV $γ$ -射线实验与MAPS为基础的跟踪器（AstroPix）。
2022-03-29 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Forward silicon tracking detector developments for the future Electron-Ion Collider
未来的电子-离子对撞机（EIC）将利用一系列高亮度高能电子+质子（$e+p$）和电子+原子核（$e+A$）碰撞来探索核子和原子核的内部结构以及物质的形成过程。EIC重味强子和喷注测量将在确定运动学约束不好区域的核子/核部分子分布函数和重夸克强子化过程中发挥重要作用。一个高粒度和低材料预算的前向硅跟踪器将使精确的前向重口味测量在EIC，这具有增强的灵敏度，以访问这些运动学的极端。正向硅跟踪器（FST）探测器正在设计中，并为EIC提供R $\&$ D。两种先进的硅技术，耗尽型单片有源像素传感器（DMAPS）和交流耦合低增益雪崩二极管（AC-LGAD），可以提供良好的空间和时间分辨率，已被认为是EIC硅跟踪探测器的候选人。介绍了FST概念设计和正在进行的DMAPS和LGAD探测器R $\&$ D的进展和结果。还将讨论集成EIC检测器的途径。
2022-10-14 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Upgrade of the ATLAS Liquid Argon Calorimeters for the High-Luminosity LHC
大型强子对撞机（HL-LHC）在高亮度阶段的粒子通量增加，瞬时亮度高达原始设计值的7.5倍，将对ATLAS探测器的许多子系统产生影响。这一贡献突出了ATLAS液氩量热计系统的特殊影响，连同导致HL-LHC的各种升级计划的概述。更高的亮度对于前向量热计（FCal）特别重要，其中电离负载的预期增加会引起许多问题，这些问题会降低FCal性能，例如液氩间隙中的束加热和空间电荷效应以及由于限流电阻器上的电流增加而引起的高电压降。作为解决其中一些问题的一种方法，拟议的FCal替代品与替代品相关的风险进行了权衡。为了进一步减轻堆积增加的影响，目前还在考虑在每个端盖低温恒温器的正面安装一个高粒度定时探测器。正在研究几种不同的传感器技术和布局。
2016-12-20 hep-ex physics.ins-det
Thermal Cycling Reliability of Hybrid Pixel Sensor Modules for The ATLAS High Granularity Timing Detector
本文针对ATLAS HGTD混合像素传感器模块凸点连接的热机械可靠性问题，采用有限元分析和实验测试研究其在热循环下的失效模式并指导重新设计，优化后的设计显著增强了鲁棒性，预计满足探测器全寿命要求。
2025-09-17 hep-ex physics.ins-det
Gain suppression study on LGADs at the CENPA tandem accelerator
本文利用CENPA串列加速器质子束研究了LGAD在大局域电荷沉积下的增益抑制机制，表征了增益随偏压、入射角和质子能量的变化，为PIONEER实验实现宽动态范围粒子探测与分离提供关键理解。
2024-05-04 hep-ex physics.ins-det
Silicon detector R$\&$D for the future Electron-Ion Collider
面向未来高亮度高能量EIC，研究团队研发高粒度低物质量硅顶点与径迹探测器，介绍ePIC合作组的探测器几何优化、仿真性能及相关研发细节。
2023-02-02 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Forward silicon vertex/tracking detector design and R$\&$D for the future Electron-Ion Collider
本文提出了未来EIC前向硅径迹探测器的概念设计，覆盖赝快度1.2至3.5，并开展LGAD与MALTA两种硅传感器技术的研发及原型台架测试，以支持重味强子与喷注的精确测量。
2021-11-04 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
A method to observe field-region oxide charge and inter-electrode isolation from $CV$-characteristics of $n$-on-$p$ devices
本文通过CV特性研究n-on-p传感器保护环区域，提出利用浮空保护环下的阈值电压Vth,iso同时提取场区氧化层电荷Nox并判断电极间电隔离阈值，证明无隔离注入的n-on-p位置敏感传感器在未来高能物理实验中具有可行性。
2024-08-21 physics.ins-det
Impact of Proton Irradiation on 4H-SiC Low Gain Avalanche Detectors (LGADs)
本研究探究质子辐照对4H-SiC低增益雪崩探测器的影响，通过多类测试分析增益下降机制，证实辐照后仍有可用信号，为其在高能物理领域的应用提供依据。
2025-07-30 physics.app-ph physics.ins-det
Development of the strip LGAD detector with double-end readout for future colliders
针对像素型LGAD读出电子学密度高、成本高的问题，本文研制了三种不同宽度的条形LGAD，并验证其时间分辨率约37.5 ps、沿条方向位置分辨率优于1 mm，为未来对撞机应用提供依据。
2024-05-02 nucl-ex physics.ins-det
Latest vertex and tracking detector developments for the future Electron-Ion Collider
本文介绍EIC ePIC合作组顶点与径迹探测器的参考设计、最新几何优化、MAPS/MPGD/AC-LGAD技术选型、模拟性能及研发进展。
2023-05-24 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
