Recoil Proton Telescopes and Parallel Plate Avalanche Counters for the $^{235}$U(n,f) cross section measurement relative to H(n,n)H between 10 and 450 MeV neutron energy
为在CERN的n_TOF装置测量10-450 MeV能区$^{235}$U(n,f)截面，研发了反冲质子望远镜与平行板雪崩计数器组成的探测系统，经表征验证其性能可满足该能区裂变截面的精确测量需求。
2023-01-18 nucl-ex physics.ins-det
Design of a 10 picosecond Time of Flight Detector using Avalanche Photodiodes
我们描述了一个探测器，用于测量在大型强子对撞机（LHC）的前向质子的飞行时间高达和超过1034 cm-2 s-1的全瞬时设计光度。我们的设计是基于深扩散，高增益雪崩光电二极管（APD），它给出了一个信号的~6000 e时，由7太伏质子穿越。我们观察到的脉冲上升时间为650皮秒和脉冲宽度为5纳秒，并计算出的时间分辨率为10皮秒和>100兆赫的最大计数率。
2009-01-16 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Effect of inelastic ion collisions on low-gain avalanche detectors explained by an A_Si-Si_i-defect mode
本文利用A_Si-Si_i缺陷模型解释低增益雪崩探测器中的受主去除现象，指出间隙硅快速扩散假设多余，并基于B_Si-Si_i缺陷施主性质及低温PL谱变化提供新见解。
2023-11-13 physics.ins-det
Investigating irradiation effects and space charge sign inversion in n-type Low Gain Avalanche Detectors
本研究调查了nLGADs在质子辐照下的效应，发现n型衬底发生空间电荷符号反转，导致耗尽行为和电场分布显著变化，且施主去除效应在低注量下比传统p型LGADs的受主去除更强烈。
2025-07-14 physics.ins-det
First experimental time-of-flight-based proton radiography using low gain avalanche diodes
本研究首次基于低增益雪崩二极管（LGAD）构建飞行时间离子CT（Sandwich TOF-iCT）演示装置，无需剩余能量探测器即可测定相对阻止本领，成功采集首幅TOF质子射线图像，为临床应用奠定基础。
2023-12-22 physics.ins-det physics.med-ph
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
Radiation effects on NDL prototype LGAD sensors after proton irradiation
研究了北京师范大学高能物理研究所和新型器件实验室研制的低增益雪崩探测器（LGAD）的辐射效应。这些新的传感器已在中国原子能科学研究院（CIAE）使用100 MeV的质子束辐照从7 $\times10^{14}$ $n_{eq}/cm^2$到4.5 $\times10^{15}$ $n_{eq}/cm^2$五个不同的注量。结果表明，增益层中的有效掺杂浓度随辐照能量密度的增加而降低，这符合受主去除机理。通过数据与模型的比较，给出了受主去除系数$c_{A}$ = $(6.07\pm0.70)\times10^{-16}~cm^2$，表明NDL传感器具有较好的抗辐射性能。
2020-06-21 physics.ins-det
First Results for the pLGAD Sensor for Low-Penetrating Particles
硅传感器是粒子物理学中高精度传感器的首选技术。但直到最近才出现具有内部放大功能的低噪声硅传感器。所谓的低增益雪崩探测器（LGAD）传感器已被开发用于高能物理中的应用，但缺乏测量低能质子（<60 keV）所需的两个特性：薄的入射窗口（数十nm的量级）和传感器表面附近产生的信号的有效放大（在1 μ m以下的深度）。在本文中，我们提出了所谓的质子低增益雪崩探测器（pLGAD）传感器的概念和一些结果，从表征的第一个原型的传感器。pLGAD是专门设计用来探测低能质子和其他低穿透性粒子的。它将比非硅技术具有更高的检测效率，并且有望比竞争的硅技术便宜得多，更容易操作。
2022-07-19 physics.atom-ph physics.ins-det
Defect characterization studies on neutron irradiated boron-doped silicon pad diodes and Low Gain Avalanche Detectors
高能物理探测器，如低增益雪崩探测器（LGAD），将被用作高亮度LHC实验中的快速定时探测器，必须表现出显着的辐射耐受性。因此，辐射对能够实现内部电荷倍增的高度硼掺杂的增益层的影响是特别感兴趣的，因为由于所谓的受主去除效应（ARE），发生有源硼掺杂剂的辐射诱导的失活。在本文中，我们提出了缺陷光谱测量（深能级瞬态光谱和热刺激电流技术）中子辐照的p型硅垫二极管的不同电阻率，以及LGAD辐照通量高达1 × 10^15 neq/cm 2。因此，我们表明，虽然对于硅焊盘二极管用电子，中子或质子照射的缺陷的电子特性和缺陷引入率的测定是直接的，DLTS和TSC测量LGAD的增益层的影响强烈影响。它示出的增益层的电容的可测量性示出了强烈的频率和温度依赖性，导致电容下降DLTS和不可靠的测量结果。利用TSC，可以非常好地观察到LGAD中形成的缺陷，并将其与硅焊盘二极管中形成的缺陷进行比较。然而，将缺陷精确分配到增益层或体区域仍然具有挑战性，并且LGAD的电荷放大效应影响缺陷浓度的精确确定。此外，我们将证明，根据TSC测量条件的缺陷引起的残余内部电场建立在照射LGAD的影响从缺陷状态发射的载流子的电流信号。
2022-09-15 physics.ins-det
Combined analysis of HPK 3.1 LGADs using a proton beam, beta source, and probe station towards establishing high volume quality control
大型强子对撞机高光度阶段的CMS和ATLAS实验的升级将采用基于低增益雪崩探测器（LGAD）的精确定时探测器。我们提出了一套结果相结合的测量从费米实验室测试束设施，β源望远镜，和一个探针站，允许充分表征的HPK型3.1生产LGAD原型开发这些探测器。我们表明，LGAD响应高能量测试束粒子准确地再现与β源。我们进一步建立探针站测量的增益注入准确地预测粒子的响应和每个传感器的操作参数，并得出结论，在这种生产中的增益注入的均匀性是足够的ATLAS和CMS定时探测器产生全尺寸的传感器。
2021-04-16 physics.ins-det
Fast silicon detectors as proton therapy beam monitors
本文研究低增益雪崩探测器在60 MeV质子束中的响应，首次观测到AIC-144回旋加速器脉冲结构特征，并证明其在约7.5 Gy/s瞬时剂量率内可实现精确通量测量，为质子治疗束流诊断提供可行替代方案。
2025-08-17 physics.ins-det physics.med-ph
Investigating the effects of acceptor removal mechanism and impact ionization on proton irradiated 300 $μ$m thick LGAD
本文通过TCAD模拟扩展质子损伤模型，纳入受主移除与碰撞电离修正，为LGAD抗辐照性能分析提供更可靠工具。
2025-06-18 hep-ex physics.ins-det
Impact of Neutron Irradiation on LGADs with a Carbon-Enriched Shallow Multiplication Layer: Degradation of Timing Performance and Gain
本研究对比了富碳与非掺碳 LGADs 在中子辐照下的表现，发现富碳处理能显著减轻受主移除机制并提升抗辐射性，尽管设计缺陷导致暗计数，但不影响运行性能。
2025-04-01 physics.ins-det
Properties of carbon-infused silicon LGAD devices after non-uniform irradiation with 24 GeV/c protons
针对高能质子对撞机前向谱仪定时探测器候选器件硅LGAD面临的近束流强非均匀辐射挑战，首次测量了其经24 GeV/c质子高注量非均匀辐照后的电流、电容随电压的变化特性。
2025-03-25 hep-ex physics.ins-det
Gain characterization of LGAD sensors with beta particles and 28-MeV protons
本文利用β粒子和28-MeV质子束表征LGAD传感器在不同偏压下的响应与增益，并与TCAD模拟对比，扩展了其在高电离粒子场景下的性能研究。
2025-09-22 hep-ex nucl-ex physics.app-ph
Upgrades for the Precision Proton Spectrometer at the LHC: Precision Timing and Tracking Detectors
CMS-TOTEM精密质子谱仪（CT-PPS）是一个批准的项目，用于在距离CMS检测器周围的相互作用点约$\pm$ 210 m处添加跟踪和定时信息。它被设计为在高亮度下工作，每25 ns的聚束交叉多达50个相互作用，以执行例如四次规范耦合的测量和寻找罕见的排他性过程。2016年，CT-PPS在正常的高光度质子-质子LHC碰撞中获取数据。在未来几年，高辐射剂量和大的多顶点相互作用将代表类似于高亮度LHC计划的困难挑战。目前正在协调进行探测器升级工作，以实现物理学目标，同时减轻退化影响。讨论了跟踪和定时检测器的升级。
2016-11-22 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
NIEL Dose Dependence for Solar Cells Irradiated with Electrons and Protons
对太阳能电池退化的调查和对其寿命终了性能的预测对于空间飞行任务的准备至关重要。在目前的工作中，我们调查的减少太阳能电池的最大功率所造成的电子和质子的照射。研究了GaAs单结和GaInP/GaAs/Ge三结太阳电池。所获得的结果表明：i）主要的辐射损伤机制是由于原子位移，ii）相对最大功率退化几乎与入射粒子的类型无关，即，iii）对于第一近似，表示最大功率降低的拟合半经验函数仅取决于吸收的NIEL剂量，以及iv）实际位移阈值能量值（Ed=21 eV）考虑退火处理，主要是由于自退火诱导效应。因此，对于给定类型的太阳能电池，可以确定唯一的最大功率退化曲线作为吸收的NIEL剂量的函数。后者的表达式允许人们预测这些太阳能电池在空间辐射环境中的性能。
2014-02-10 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Studies on the effect of low-fluence proton and neutron irradiation on n-type LGADs
本研究通过I-V/C-V测量和退火实验，系统研究了低通量质子和中子辐照对n型LGAD的影响，揭示了空间电荷符号反转导致的电场变化，为nLGAD在辐射环境中的应用提供了基础理解。
2025-08-08 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
Proton radiation damage tolerance of wide dynamic range SOI pixel detectors
我们一直在开发SOI像素探测器“INTPIX”，用于空间用途和一般用途，如轨道的残余应力测量和高能物理实验。INTPIX是一款单片像素探测器，由高电阻率Si传感器、SiO2绝缘体和采用绝缘体上硅（SOI）技术的CMOS像素电路组成。我们已经考虑了使用INTPIX在空间中观察X射线偏振的可能性。当半导体探测器在太空中使用时，它会受到高能质子的辐射损伤。因此，有必要研究INTPIX是否具有用于空间的高辐射耐受性。INTPIX8在日本国立量子科学研究所HIMAC用6 MeV质子辐照，总剂量高达2 krad，并评估了性能的退化，如能量分辨率和像素之间的增益和读出噪声的不均匀性。经过500 rad辐照（这是X射线天文卫星的典型寿命）后，14.4 keV能量分辨率的退化小于10%，读出噪声和像素间增益的非均匀性恒定在0.1%以内。
2022-09-08 astro-ph.IM physics.ins-det
Theoretical calculations of the primary defects induced by pions and protons in SiC
在目前的工作中，散装降解的SiC在强子（π介子和质子）领域，在100 MeV和10 GeV之间的能量范围内，其特征在于理论上通过每单位注量的初级缺陷的浓度。结果进行了比较，相应的金刚石，硅和GaAs的类似的。
2002-03-28 cond-mat.mtrl-sci hep-ex physics.ins-det
Proton radiation hardness of X-ray SOI pixel sensors with pinned depleted diode structure
正在为下一代X射线天文卫星“FORCE”开发X射线SOI像素传感器“XRPIX”。XRPIX采用SOI技术制作，使高阻硅传感器和低阻硅CMOS电路的集成成为可能。每个像素中的CMOS电路配备有触发功能，允许我们在X射线检测的定时仅从具有X射线信号的像素读出输出。因此，该功能实现了高吞吐量和高时间分辨率，这使得能够采用用于背景抑制的反符合技术。一个名为XRPIX 6 E的新系列XRPIX开发了一个钉扎耗尽二极管（PDD）结构，通过抑制传感器和电路层之间的干扰，提高了光谱性能。半导体X射线传感器在空间应用时，由于高能质子的辐射损伤，其光谱性能普遍下降。因此，在空间使用XRPIX之前，有必要评估其光谱性能因辐射损伤而退化的程度。因此，我们在HIMAC的NIRS中首次对XRPIX 6 E进行了质子辐照实验。我们用高能质子照射XRPIX 6 E，总剂量高达40 krad，相当于在轨道上照射400年。40 krad辐照使XRPIX 6 E的能量分辨率降低了25 $\pm$ 3%，对于5.9 keV X射线，在半峰全宽处产生260.1 $\pm$ 5.6 eV的能量分辨率。然而，即使在辐照后，该值也满足FORCE的要求，在6 keV下为300 eV。还发现，与以前的XRPIX器件相比，PDD XRPIX具有增强的辐射硬度。此外，我们研究了能量分辨率的退化;结果表明，退化是由于增加了能量无关的成分…
2021-08-11 astro-ph.IM physics.ins-det
The study of 4H-SiC LGAD after proton radiation
本文研究了SiC低增益雪崩探测器SICAR在80 MeV质子辐照下的电学性能退化，结合XRD与C-DLTS表征并引入TCAD仿真，建立了与实验一致的线性缺陷通量退化模型。
2025-07-16 hep-ex physics.ins-det
Correlation between radiation processes in silicon and long-time degradation of detectors for high energy physics experiments
在这方面的贡献，基本相互作用过程中引起的辐射在硅和可观察到的影响，限制了在高能物理实验中使用硅探测器之间的相关性进行了研究的框架内的唯象模型，其中包括：产生的主要缺陷在照射开始从硅中的基本相互作用，缺陷的动力学，在pn结探测器水平的影响。由于照射粒子（π介子，质子，中子），他们的通量，硅中的阈值能量的各向异性，杂质浓度和电阻率的起始材料的影响进行了研究作为时间，能量密度和温度依赖性的检测器特性。预测了在LHC和SLHC复杂强子背景场中探测器电参数的预期退化。
2006-11-20 hep-ph physics.ins-det
Effects of irradiation by protons, neutrons, and gamma particles on electrical properties of 4H-SiC diodes and LGAD sensors
Institute of Physics of the Czech Academy of Sciences（捷克科学院物理研究所）；onsemi（安森美）；Faculty of Nuclear Sciences and Physical Engineering, Czech Technical University in Prague（布拉格捷克技术大学核科学与物理工程学院）
研究4H-SiC二极管和LGAD传感器在质子、中子和伽马粒子辐照后的电学性能，通过IV和CV测量，发现强子辐照改变有效空间电荷，伽马辐照影响有效掺杂浓度，揭示了不同辐射对器件性能影响的机制。
2026-07-14 physics.ins-det
An Analysis of the Expected Degradation of Silicon Detectors in the Future Ultra High Energy Facilities
在这篇文章中，我们讨论了如何准备一些可能的探测器-只考虑硅的选择，为新时代的HEP的挑战，因为在探测器的体积位移损伤，辐射的后果，在设备水平上产生的影响，限制了他们的长期利用，增加漏电流和耗尽电位，最终击穿，从而影响探测器系统的寿命。本文从材料和器件两个层次分析了导致硅探测器退化的物理现象，并对在LHC机升级为SLHC、VLHC或ULHC时所预期的辐射环境中硅探测器的时间退化作了一些预测。在探测器水平的高能宇宙质子轰击后的可能影响进行了研究。这些设备参数的时间依赖性进行了研究，在连续照射的条件下，探测器材料的技术选择进行了讨论，以获得更难辐射的设备。
2006-11-08 hep-ph physics.ins-det
Low temperature proton irradiation with DEPFETs for Athena's Wide Field Imager
本文通过用62.4 MeV质子辐照Athena WFI的DEPFET原型探测器，研究位移损伤导致的暗电流增加及低温退火效应，为评估其在空间辐射环境下的性能退化提供关键数据。
2024-07-02 astro-ph.IM physics.ins-det
Study on the gain and photon detection efficiency drops of silicon photomultipliers under bright background conditions
本文研究明亮夜空背景下SiPM增益和光子探测效率下降的机理，提出APD饱和、硅温度升高和保护电阻电压降三个关键因素，并通过最高1 GHz/pixel的背景实验验证了其对增益与探测效率乘积的定量影响。
2023-09-18 astro-ph.HE astro-ph.IM physics.ins-det
Studying AC-LGAD strip sensors from laser and testbeam measurements
University of Illinois at Chicago（芝加哥伊利诺伊大学）；Lawrence Berkeley National Laboratory（劳伦斯伯克利国家实验室）；Fermi National Accelerator Laboratory（费米国家加速器实验室）
本文通过激光和测试束测量评估AC-LGAD传感器的空间和时间分辨率，并利用模拟研究分析影响总时间分辨率的因素。
2026-02-19 hep-ex physics.ins-det
Displacement Damage dose and DLTS Analyses on Triple and Single Junction solar cells irradiated with electrons and protons
考虑到未来对恶劣辐射环境的飞行任务（如木星飞行任务）和使用电力推进的新航天器，空间太阳能电池的抗辐射性至关重要。在本文中，我们报告的三结（TJ）太阳电池和相关组件电池的辐射数据。三结太阳能电池、InGaP顶电池和GaAs中间电池在电子辐射后如预期的那样退化。在质子辐照下，观察到剩余因子的高扩散，特别是对于TJ和底部电池。非常令人惊讶的是，锗底部结在质子后显示出非常高的退化，而它对电子相当稳定。用位移损伤剂量法和DLTS谱对辐射结果进行了分析。
2017-04-21 astro-ph.IM physics.ins-det physics.space-ph
A setup for soft proton irradiation of X-ray detectors for future astronomical space missions
被困在地球磁场中的质子是天文X射线观测站的主要威胁之一。在几十keV到几MeV的范围内的软质子撞击硅X射线探测器可以导致探测器性能的显著退化。在蒂宾根大学物理学研究所的Van-de-Graaff加速器上建造了一个用软质子辐照探测器的装置。主要优点是在大面积上的高通量均匀性，以实现大型探测器的辐照，以及用于所施加的通量、光束均匀性和光谱的监测系统，该系统允许在早期开发阶段测试探测器原型，此时读出电子器件尚不可用。到目前为止，已使用该装置进行了两次辐照活动。辐照探测器是硅漂移探测器，指定用于LOFT空间飞行任务。本文给出了一个实验装置和相关的监测系统的描述。
2013-07-16 astro-ph.IM physics.ins-det
Characterizing hole trap production due to proton irradiation in germanium cross-strip detectors
本研究针对锗交叉条探测器中质子辐照导致的空穴陷阱产生问题，通过校准COSI探测器光谱分辨率、两轮质子辐照量化陷阱产生速率及基于物理参数校准，首次确定了空穴陷阱密度与注量的线性关系，缓解了分辨率退化。
2025-02-12 astro-ph.IM physics.ins-det
Proton Radiation Damage and Annealing of COSI p-type Cross-strip HPGe Detectors
为了解空间辐射对交叉条锗探测器的影响，研究了高能质子损伤对COSI探测器的效应及高温退火的修复能力，通过150MeV质子辐照并经高温退火修复电荷陷阱，最终能谱分辨率达辐照前37%以内，为长期维护提供依据。
2025-04-15 astro-ph.IM nucl-ex physics.ins-det
Measurement of Radiation Damage of Water-based Liquid Scintillator and Liquid Scintillator
液体稀释体模已被提出作为一种手段来执行实时三维剂量质子治疗治疗计划验证。我们研究了闪烁体的辐射损伤对这种应用的影响。我们已经进行了测量的光产额和光学衰减长度的液体闪烁体和水基液体闪烁体的照射后，由201 MeV的质子束，沉积剂量约52 Gy，300 Gy，和800 Gy的闪烁体。在$\approx$ 800 Gy质子剂量后，液体闪烁体和水基液体闪烁体（由$5\%$澄清相组成）分别表现出$1.74 \pm 0.55 \%$和$1.31 \pm 0.59 \%$的光产额降低。虽然在辐照样品中观察到光学衰减有所增加，但测得的光产额减少也是由于闪烁光产生的损坏。根据我们的结果和临床背景下预期剂量的保守估计，用于质子治疗计划验证的质子治疗体模在运行一年后将显示出约$0.1\%$的系统光产额减少。
2015-09-14 physics.ins-det physics.med-ph
Measured gain suppression in FBK LGADs with different active thicknesses
本文测量了不同有源厚度（50/100/150 μm）FBK LGAD的增益抑制特性，研究其增益随偏压、入射角和质子能量的变化，为PIONEER实验中ATAR的能量线性与粒子识别提供依据。
2025-06-03 hep-ex physics.ins-det
Effects of Neutron Irradiation on LGADs with Broad Multiplication Layer and varied Carbon-Enriched Doses: A Study on Timing Performance and Gain Deterioration
本研究对比富碳与无碳宽倍增层LGAD的中子辐照耐受性，发现碳富集可将受主去除常数降低两倍以上，有效缓解辐射损伤，提升增益与定时性能的抗退化能力，同时明确了器件虚假热脉冲的成因且其不影响工作性能。
2025-10-01 physics.ins-det
Degradation of resolution in a homogeneous dual readout hadronic calorimeter
如果在半无限均匀量能器结构中对强子簇射的响应是$S$相对于电子响应，则是$S/E = [\fem + (1-\fem)(h/e)]$，其中$E$是入射强子能量，$\fem$是电子簇射分数，$h/e$是强子/电子响应比。在传统量热计中，能量分辨率由随机变量$\fem$主导，其宽的、偏斜的pdf具有依赖于能量的平均值。平均值随$E$的缓慢增加是响应非线性的原因，偏度导致非高斯响应。如果在具有不同$h/e$值的两个通道（通常为闪烁体（$S$）和切伦科夫（$C$））中观察到级联，则可以消除$\fem$。得到了一个在$C$和$S$中线性的能量估计，它正比于入射强子的能量。分辨率取决于$h/e$中两个通道之间的对比度。切伦科夫$h/e$为0.20--0.25。在取样量热计中，通过在吸收体中安排电磁（EM）簇射能量的优先吸收（减少$e$）和使用含氢检测器（有机闪烁体）以通过质子反冲在$n$ - $p$散射中的贡献来增强$h$，可以将$h/e$增加到约0.7。在均质晶体或玻璃闪烁体\rm中，由于不可见的强子能量损失和其他效应，预期$h/e$在0.4附近，这两种机制都不可用。$h/e$对比度很可能太小，无法提供所需的能量分辨率。我们支持这一结论与简单的蒙特卡罗模拟。
2012-12-26 hep-ex physics.ins-det
In-flight pixel degradation of the Sentinel 5 Precursor TROPOMI-SWIR HgCdTe detector
本文研究了Sentinel-5 Precursor TROPOMI-SWIR HgCdTe探测器在轨五年的像素退化情况，发现受损像素多能自发恢复，满足质量要求的像素比例始终超98.7%，为未来空间仪器探测器选择提供参考。
2024-09-24 astro-ph.IM physics.ins-det
Proton Irradiation Experiment for the X-ray Charge-Coupled Devices of the Monitor of All-sky X-ray Image mission onboard the International Space Station: I. Experimental Setup and Measurement of the Charge Transfer Inefficiency
本文研究了辐射对日本国际空间站（ISS）上的X射线天文任务（包括全天空X射线图像监视器（MAXI））中使用的CCD的损伤效应。由于低能质子主要在电荷转移通道释放能量，导致电荷转移效率降低，因此我们将实验重点放在低能质子上。一个171 keV至3.91 MeV的质子束照射到一个给定的设备。我们测量了作为增量通量的函数的电荷转移效率（CTI）的退化。292 keV质子束对CTI的降解最严重。考虑到CTI的质子能量依赖性，我们证实了转移通道具有最低的辐射耐受性。我们还开发了不同的设备架构，以减少在轨道上的辐射损伤。其中，增加了埋入沟道注入浓度的“陷波”CCD，导致比外部更深的势阱，具有比普通CCD高三倍的辐射耐受性。然后，我们估计电荷转移效率的CCD在轨道上的国际空间站，考虑质子能谱。如果采用最高辐射耐受性的装置，在最坏情况分析中，在两年的任务寿命之后，CTI值估计为每次转移1.1e-5。这个值完全在可接受的限度内，我们已经证实了用于MAXI任务的CCD的高辐射耐受性。
2002-08-26 astro-ph physics.ins-det physics.space-ph
Radiation tolerance of a diamond radiation detector for space use
Kanazawa University（金泽大学）；Institute of Space and Astronautical Science（宇宙科学研究所）；The Wakasa Wan Energy Research Center（若狭湾能源研究中心）
研究两种金刚石辐射探测器在空间使用中的辐射耐受性，通过100 MeV质子辐照测试，发现其光谱性能在相当于10年轨道环境辐照下无显著退化，表明具有高辐射耐受性。
2026-06-29 astro-ph.EP astro-ph.IM physics.ins-det
Systematic Investigation of Acceptor Removal in HPK LGADs with Modified Gain Layers
University of Tsukuba（筑波大学）；High Energy Accelerator Research Organization（高能加速器研究机构）；Leibniz University Hannover（汉诺威莱布尼茨大学）；The University of Osaka（大阪大学）；International Center for Elementary Particle Physics, The University of Tokyo（东京大学基础粒子物理国际中心）
本文研究了HPK合作制备的几种LGAD原型，通过修改增益层设计（如氧修饰、碳植入和硼-磷补偿结构）评估其辐射耐受性，发现碳植入是唯一能显著提升辐射耐受性的方法。
2026-06-23 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
Proton Irradiation of SiPM arrays for POLAR-2
POLAR-2是一个星载偏振计，用于研究伽马射线暴的偏振并帮助阐明其机制。该仪器计划于2024年或2025年在中国空间站上发射，目前正由瑞士、德国、波兰和中国的研究所合作开发。该仪器将在340公里至450公里高度的轨道上运行，倾角为42 $^{\circ}$，并将受到来自宇宙射线和太阳事件的背景辐射。因此，有必要更好地了解敏感装置在类似空间的条件下的性能。本文着重研究了日本滨松公司生产的硅光电倍增器阵列S13361- 6075 NE-04和S14161- 6050 HS-04的辐射损伤。S13361采用58 MeV质子辐照，剂量高达4.96Gy，而较新的S14161系列采用0.254Gy和2.31Gy的剂量辐照。它们各自的性能退化，由于辐射损伤进行了讨论。POLAR-2中硅光电倍增器在4.96Gy剂量下的空间等效暴露时间为62.9年（或1.78年，如果不考虑仪器的屏蔽）。I-V曲线的主要特征是暗电流和暗计数的增加，主要是通过串扰事件。观察到$25^{\circ}C$的退火过程，但未进一步详细研究。偏置通道，而被照射没有导致任何重大影响。活化分析表明，$β^{+}$粒子的主要贡献约511 keV。这些主要是由铜和碳产生的，大多数衰变时间比轨道周期短。
2022-10-05 astro-ph.IM physics.ins-det
Mitigating radiation damage of single photon detectors for space applications
太空中的单光子探测器必须保持有用的性能特征，尽管受到亚原子粒子的轰击。减轻这种空间辐射的影响对于实现需要高保真单光子探测的新的空间应用至关重要。为此，我们进行了质子辐射测试的各种型号的雪崩光电二极管（APD）和一个模型的光电倍增管可能适用于星载量子通信。这些样品用106 MeV质子辐照，剂量大约相当于在低地球极轨道上0.6、6、12和24个月的寿命。尽管大多数探测性能都得到了保留，包括效率、定时抖动和后脉冲概率，但由于辐射引起的损伤，所有APD样本的暗计数率（DCR）都显着增加，比地星量子通信所需的每秒200计数（cps）高出许多数量级。然后，我们成功地证明了通过使用深度冷却（低至-86摄氏度）来缓解这种DCR退化。这使得DCR在24个月的轨道持续时间内低于所需的200 cps。通过在+50至+100摄氏度的温度下进行热退火，DCR进一步降低。
2017-10-12 astro-ph.IM physics.ins-det quant-ph
Characterization of a Spherical Proportional Counter in argon-based mixtures
球形正比计数器是一种新型的辐射探测器，具有低能量阈值（通常低于100 eV）和良好的能量分辨率。该探测器正在开发的网络新闻，其中包括几个应用程序。我们可以在许多其他的暗物质搜索中命名，低水平氡和中子计数或通过中微子-核弹性散射从超新星或核反应堆中探测低能中微子。在这种情况下，这项工作将提出一个球形探测器的1米直径使用两个氩基混合物（与甲烷和异丁烷）和气体压力在50和1250毫巴之间的表征。在每种情况下，能量分辨率在宽增益范围内显示其最佳值，在低增益下受到弹道效应的限制，在高增益下受到离子回流的限制。此外，最佳能量分辨率显示出随压力的降低。这些影响将在气体雪崩性质方面进行讨论。最后，我们也将讨论电场校正器对增益均匀性和能量阈值的影响。
2015-01-07 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
CubeSat single-photon detector module for investigating in-orbit laser annealing to heal radiation damage
本文开发了一种立方星规格的模块，可对四个硅SPADs进行激光和热退火，并通过地面模拟空间环境测试验证了在轨激光退火修复质子辐射损伤、降低暗计数率的可行性，为未来星载量子接收器任务奠定基础。
2024-12-29 physics.ins-det quant-ph
Operation and performance of the ATLAS tile calorimeter in LHC Run 2
本文总结 ATLAS TileCal 在 LHC Run 2 的运行、触发、辐射效应及粒子响应，验证其刻度稳定且性能达到设计要求。
2025-01-10 hep-ex physics.ins-det
Radiation effects on scientific CMOS sensors for X-ray astronomy: I. proton irradiation
本文通过50 MeV质子辐照实验研究两款科学CMOS传感器在X射线天文学应用中的辐射耐受性，发现低温下性能稳定、暗电流虽大幅增加但可通过缩短积分时间和像素掩蔽缓解，证明其适用于未来X射线天文任务。
2023-12-04 astro-ph.IM hep-ex physics.ins-det
Development of a 32-channel ASIC for an X-ray APD Detector onboard the ISS
我们报告的设计和性能的混合信号专用集成电路（ASIC）专用于雪崩光电二极管（APD），以检测硬X射线发射在一个宽的能量波段板载国际空间站。为了实现从20 keV到1 MeV的宽带检测，我们使用Ce：GAGG整流器，每个整流器都耦合到APD，具有能够实现20 keV的最小能量检测阈值的低噪声前端电子器件。所开发的ASIC具有使用0.35 $μ$ m CMOS工艺读出32通道APD信号的能力，并且在输入级设计了模拟放大器以抑制主要由APD的大检测器电容引起的电容噪声。该ASIC在均方根（RMS）下实现了2099 e $^{-}$ +1.5 e $^{-}$/pF的性能，具有300 fC的宽动态范围。在室温（20 $^{\circ}$ C）下，将反型APD与Ce：GAGG闪烁体耦合，获得了662 keV的能量分辨率为6.7%（FWHM），最小可探测能量为20 keV。此外，我们研究了空间应用的辐射耐受性，通过使用90 MeV的质子束，确认ASIC是免费的单粒子效应，可以正常工作，而不会严重退化的模拟和数字处理。
2017-11-17 astro-ph.IM physics.ins-det
Time Projection Chamber for GADGET II
本研究将 GADGET 质子探测器升级为带 1024 焊盘 MICROMEGAS 读出的紧凑型 TPC，结合高密度采集、ATTPCROOT 模拟与二维 CNN 分类，实现低能衰变粒子的三维探测鉴别。
2023-12-19 nucl-ex physics.ins-det
