Lorentz shift measurements in heavily irradiated silicon detectors in high magnetic fields
外部磁场对硅条传感器内部的漂移电荷施加洛伦兹力，从而移动收集的电荷的簇位置。该位移可能与洛伦兹角有关，在4 T的磁场中，洛伦兹角通常对于空穴为几度，对于电子为几十度。洛伦兹角取决于传感器内部的磁场、电场和温度。在这项研究中，研究了能量密度高达10^16 n/cm ^2的辐射敏感性。用波长为670 nm或1070 nm的红外激光束照射硅传感器的背面，在高达8 T的磁场中工作，通过诱导电离来测量洛伦兹位移。对于空穴，位移作为辐射的函数增加，而对于电子，它减少，甚至改变符号。事实上，辐照传感器的电子的洛伦兹位移小于空穴，在非辐照传感器中的观察结果相反，可以定性地解释由辐照传感器中的电场的结构。
2010-05-20 physics.ins-det
Extraction of electric field in heavily irradiated silicon pixel sensors
提出了一种提取高辐照硅像素传感器本体电场的新方法。它是基于测量的洛伦兹偏转和迁移率的电子作为深度的函数。测量是在CERN H2光束线处进行的，其中光束相对于像素传感器表面成浅角度。提取的电场用于模拟像素传感器中的电荷收集和洛伦兹偏转。模拟的电荷收集和洛伦兹偏转是在良好的协议与非辐照和辐照高达1 E15 neq/cm 2传感器的测量。
2005-06-25 physics.ins-det
Prototype electronics for the silicon pad layers of the future Forward Calorimeter (FoCal) of the ALICE experiment at the LHC
本文介绍ALICE未来FoCal电磁量能器硅垫层的原型读出电子学，覆盖前端到后端，并提出全探测器读出系统设计方案。
2023-04-24 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
Operation and calibration of the Silicon Drift Detectors of the ALICE experiment during the 2008 cosmic ray data taking period
将介绍ALICE实验硅漂移探测器在2008年宇宙射线运行期间的校准和性能。特别是监测运行参数（基线，噪声，漂移速度）的程序进行了详细说明。还测定了其他相关参数（SOP延迟、时间零点、电荷校准）。
2010-01-18 hep-ex physics.ins-det
10 ps timing with highly irradiated 3D trench silicon pixel sensors
在本文中，三维沟槽硅像素传感器的光束测试表征活动的结果。在10 ps的顺序的时间分辨率进行了测量，为非辐照和辐照传感器高达$2.5 \cdot 10^{16}\,1\,MeV\, n_{eq}\,cm^{-2}$的注量。这一特性和接近$99\%$的探测效率使该传感器成为高能物理实验中4D跟踪探测器的最佳候选者之一。
2022-11-08 hep-ex physics.ins-det
Study of the Radiation Hardness of Irradiated AToM Front-End Chips of the BaBar Silicon Vertex Tracker
用60Co源的光子和0.9GeV电子辐照BaBar硅顶点跟踪器的AToM芯片，研究了其抗辐照强度。放大器噪声的增加和增益的降低被测量为所施加的容性负载和吸收剂量的函数。采用不同的束流强度，研究了不同剂量率对AToM辐射损伤的影响。芯片的数字功能已经测试了高达5.5兆拉德的60 Co光子和9兆拉德的0.9 GeV电子的剂量。此外，在用电子的测试中已经观察到被照射通道的基座移位，但在用光子的照射中不存在。这种效应定性地再现了自2002年以来在安装的BaBar Silicon Vertex Tracker的前端电子设备中观察到的行为。在对芯片布局进行了一些调查之后，这种特殊的行为可能与AToM的一个明确识别的组件中的辐射损伤有关。辐射测试的结果，并用于推断安装的探测器在未来几年的性能和寿命。
2004-11-22 physics.ins-det
Commissioning of the Silicon Drift Detectors of the ALICE experiment at the LHC
硅漂移探测器（SDD）装备在大型强子对撞机ALICE实验的内部跟踪系统的两个中心层。主要的探测器性能，包括噪声，增益，漂移速度和电荷收集测量系统研究的结果将报告
2009-07-17 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
Study of Bulk Damage of High Dose Gamma Irradiated p-type Silicon Diodes with Various Resistivities
本文针对三种不同初始电阻率的n⁺-in-p硅二极管，结合Geant4模拟与IV、CV测量，研究0.50–8.28 MGy γ辐照后的体损伤规律。
2023-09-28 physics.ins-det
The effects of intra-detector Compton scatter on zero-frequency DQE for photon-counting CT using edge-on-irradiated silicon detectors
背景：边缘照射硅探测器目前正在研究用于光子计数CT应用。硅的低原子序数导致大量的入射光子在检测器中被康普顿散射，从而沉积它们的能量的一部分并且可能被多次计数。虽然康普顿散射的物理学是建立良好的，康普顿相互作用的影响，在检测器上的图像质量的边缘上照射的硅探测器仍然没有得到彻底的研究。目的：研究和解释康普顿散射对采用边缘照射硅探测器的光子计数CT的零频DQE的影响。研究方法：我们扩展了现有的Monte Carlo模型的边缘照射硅探测器开发投影和图像域的性能指标，纯密度和纯光谱成像任务。我们表明，探测器的最低能量阈值可以作为一个有效的初级计数和康普顿散射引起的串扰的抑制剂。我们研究的功能的最低阈值能量的发展指标。结果：密度成像性能作为投影和图像域中最低阈值的函数单调下降。光谱成像性能在0和10 keV之间有一个平台，此后单调下降，在投影和图像域。结论：康普顿相互作用对边缘辐照硅探测器的密度成像性能有重要贡献。与所研究的探测器拓扑结构，计数初级康普顿相互作用的好处超过在所有较低的阈值能量的多个计数的惩罚。康普顿相互作用也有助于显着的光谱成像性能的测量能量超过10千电子伏。
2022-06-08 physics.ins-det physics.med-ph
Characterization of Stitched Prototypes Chip for the ALICE ITS3 Upgrade
University of Padova（帕多瓦大学）；Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Padova（意大利国家核物理研究所，帕多瓦分部）
ALICE ITS3升级采用缝合单片传感器技术，通过测试束验证其高探测效率和优异空间分辨率。
2026-02-03 physics.ins-det
Characterization of irradiated RD53A pixel modules with passive CMOS sensors
我们正在研究使用CMOS代工厂制造硅探测器的可行性，无论是像素和大面积条形传感器。多层布线的可用性将提供优化传感器几何形状和性能的自由度，其中多晶硅层中的偏置结构和MIM电容器允许AC耦合。LFoundry最近采用150 $\,$ nm CMOS工艺完成了条带测试结构和RD 53 A兼容像素传感器的原型生产。本文将集中在辐照和非辐照像素模块，由CMOS无源传感器互连到RD53A芯片的表征。传感器被设计成在DC耦合器件的情况下具有$25\times100\,μ\mathrm{m}^2$的像素单元，并且在AC耦合器件的情况下具有$50\times50\,μ\mathrm{m}^2$的像素单元。他们的性能方面的电荷收集，位置分辨率和命中效率进行了研究，在实验室中进行的测量和束流测试。对带有LFoundry硅传感器的RD 53 A模块进行辐照，辐照通量高达$1.0\times10^{16}\,\frac{\mathrm{n}_\mathrm{eq}}{\mathrm{cm}^2}$。
2022-03-21 physics.ins-det
Observation, modeling, and temperature dependence of doubly peaked electric fields in irradiated silicon pixel sensors
我们表明，双峰电场是必要的，以描述掠角电荷收集测量的辐照硅像素传感器。基于两个电荷状态相反的缺陷能级和载流子的俘获的辐照硅模型可以被调整，以产生在0.5 × 10 ^{14} Neq/cm ^2至5.9 × 10 ^{14} Neq/cm ^2的通量范围内测量的电荷收集分布的良好描述。该模型正确地预测了温度从-10 ℃变化到-25 ℃时曲线的变化。所测量的电荷收集分布与基于均匀有效掺杂密度的通常描述所预测的线性变化的电场不一致。这一观察结果对使用有效掺杂密度来表征辐照硅的做法提出了质疑。
2006-01-05 hep-ex physics.ins-det
Characteristics of Non-Irradiated and Irradiated Double SOI Integration Type Sensor
我们正在开发基于0.2 $μ$ m全耗尽绝缘体上硅（SOI）技术的单片像素传感器，用于HEP实验应用。总电离剂量（TID）效应是高能物理实验在硬辐射环境中应用的主要问题。为了补偿TID损伤，我们引入了一种双SOI结构，它具有一个中间硅层（SOI 2层）。研究了集成型双SOI传感器的$\mathrm{^{60}Co}~γ$引起的TID损伤的恢复及其它特性。当我们对SOI 2层施加负电压时，经100 kGy辐照的双SOI传感器显示出与未辐照传感器类似的对IR激光的响应。我们的结论是，双SOI传感器是辐射硬，足以用于在恶劣的辐射环境，如贝尔II或ILC的HEP实验。
2015-07-20 physics.ins-det
Perspectives for particle identification in ALICE using silicon-based timing detectors
精确计时一直是高能物理实验仪器中的一个重要课题。在本文中，我讨论了在LHC下一代重离子实验中使用硅传感器作为飞行时间探测器的前景。实验的简要概述和预期的颗粒识别性能的初步评估。
2020-10-14 hep-ex physics.ins-det
First Annealing Studies of Irradiated Silicon Sensors with Modified ATLAS Pixel Implantations
在多特蒙德设计了基于IBL像素传感器的具有修改的n $^+$注入形状的平面硅像素传感器。像素尺寸为$250\,μ$ m $\times$ $50\,μ$ m的传感器采用n $^+$ -in-n传感器技术制造。电荷收集效率应该随着由不同的n $^+$注入形状产生的电场强度最大值而提高。因此，可以在较低的偏置电压下实现较高的粒子探测效率。将修改的像素设计和IBL标准设计放置在一个传感器上以测试和比较设计。该传感器可以通过FE-I4读出芯片读出。在iWoRiD 2018上，分别在不同的设施上对质子和中子辐照的传感器进行了测量，并显示出不一致的结果。照射过程中的意外退火被认为是两个中子照射传感器的命中检测效率的观察到的差异的解释。这一假设将在这项工作中进行检查和确认，提出了第一次退火研究的传感器照射中子在卢布尔雅那。
2019-10-09 hep-ex physics.ins-det
The ALICE Silicon Strip Detector performance during the first LHC data taking
硅条探测器（SSD）是ALICE实验内部跟踪系统（ITS）的重要组成部分。从LHC质子-质子碰撞的早期阶段开始，SSD就全面投入运行，并参与ALICE开展的带电粒子探测和识别工作。SSD在900 GeV和7 TeV碰撞数据采集过程中的性能。系统的稳定性通过其校准参数的时间演变及其与环境条件的相关性来监测。组成SSD的260万个通道的固有噪声用于评估检测器效率。最后，性能方面的打击重建和能量损失的测量进行了讨论，参考全球跟踪和ITS独立的粒子识别进行的第一次碰撞事件。
2011-01-14 hep-ex physics.ins-det
Charge Collection Efficiency Simulations of Irradiated Silicon Strip Detectors
在CERN世界上最大的粒子物理加速器LHC计划进行的高亮度升级期间，安装在CMS实验顶点和跟踪部分的位置敏感硅探测器将面临比现有系统设计更强的辐射环境。因此，为了将跟踪器升级到所需的性能水平，已经进行了全面的测量和模拟研究。通过监测辐照硅探测器的电荷收集效率（CCE），可以获得辐照硅探测器性能的基本信息。从CCE随注量的演变，可以直接观察辐射感生缺陷对探测器收集通过穿越最小电离粒子（mip）产生的载流子的能力的影响。本文给出了辐照硅条探测器条间CCE和CCE损耗的数值模拟。基于Synopsys Sentaurus TCAD框架的模拟在辐照之前和之后针对n-on-p传感器进行高达$1.5\times10^{15}$ $\textrm{n}_{\textrm{eq}}$ cm $^{-2}$的注量。质子辐照模拟采用二能级和非均匀三能级缺陷模型，中子辐照模拟采用二能级模型。的结果一起提出的测量条探测器照射不同的粒子和注量，并显示出相当大的一致性CCE及其位置依赖性。
2014-11-25 hep-ex physics.ins-det
Influence of radiation damage on the absorption of near-infrared light in silicon
测量了波长在0 ~ $~$ cm $~μ$之间的光在硅中的吸收长度$~$。结果表明，由于辐照引起的缺陷，$λ_{abs}$随注量的增加而减小。本文给出了室温下$λ_{abs}$的辐射感生变化随波长和中子当量注量的唯象参数。$λ_{abs}$随辐照减少的观察结果通过对辐照硅条探测器的边缘TCT测量得到证实。利用测得的$λ_{abs}$的波长依赖性，确定了硅带隙随注量的变化。
2020-04-20 physics.ins-det
Performance Characteristics of Mixed Irradiated n-MCz Thin Silicon Microstrip Detector for the HL-LHC Experiments
在CERN RD 50合作中，MCz Si被确定为高光度对撞机实验中使用的探测器的最佳材料。p中n硅探测器是极限辐射硬探测器，可用于2026年新紧凑型μ子螺线管跟踪器探测器的第2阶段升级计划。n或p-MCz Si材料的选择取决于这些检测器相对于n或p-FZSi检测器的高电荷收集效率性能。为了设计、开发和优化下一代高能物理实验中的先进探测器，需要发展n，p-MCz硅的体辐射损伤模型。通过对n-MCz Si PAD探测器的全耗尽电压和漏电流实验数据与Shockley-Read-Hall复合统计结果的比较，提出了n-MCz Si的四能级深陷阱混合辐照模型（E_5，CiO_1，E（30 K），H（152 K））。考虑到全耗尽电压和漏电流的辐射损伤混合辐照模型的预测不确定性，这是由于混合辐照n-MCz Si垫探测器的实验测量的宏观结果的不确定性。一个非常好的协议，观察到在实验和SRH的结果上的全耗尽电压和漏电流。利用该模型外推了薄n-MCz硅微带探测器在不同混合（质子+中子）高注量辐照下的全耗尽电压值
2021-03-03 physics.ins-det
A double junction model of irradiated silicon pixel sensors for LHC
在本文中，我们讨论了在辐照硅像素传感器的电荷收集的测量和详细的模拟比较。模拟实现了一个模型的辐射损伤，包括两个缺陷的水平与相反的电荷状态和捕获的载流子。建模证明，由两个缺陷水平产生的双峰电场是必要的，以描述的数据，并排除基于受体缺陷均匀分布在整个传感器块的描述。此外，通过比较在几个注量和偏置电压下的测量和模拟分布，建立了陷阱浓度对注量的依赖关系。
2005-06-30 hep-ex physics.ins-det
A Large-Scale Pad-Sensor Based Prototype of the Silicon Tungsten Electromagnetic Calorimeter for the Forward Direction in ALICE at LHC
构建了用于ALICE前向的硅钨电磁量能器原型，在测试束流和真实碰撞中验证了能量分辨率与模拟一致，并测量了簇射分布。
2024-03-18 physics.ins-det
Radiation damage studies of silicon photomultipliers for the CMS MIP Timing Detector
University of Notre Dame（圣母大学）；Institute of Nuclear Research（核物理研究所）
研究不同单元尺寸的Hamamatsu SiPM在反应堆中子辐照后的性能变化，分析击穿电压、信号幅度、暗电流和噪声等参数。
2026-06-08 physics.ins-det
Performance of neutron-irradiated 4H-Silicon Carbide diodes subjected to Alpha radiation
4 H-SiC（4 H-silicon-carbide）独特的电学和材料性能使其成为高速率粒子探测器的候选材料。与普遍使用的硅（Si）相比，4 H-SiC提供更高的载流子饱和速度和更大的击穿电压，从而实现高的本征时间分辨率并减轻堆积效应。此外，随着辐射硬度要求越来越高，4 H-SiC等宽带隙材料可以提供更好的性能。在这项工作中，50微米厚的4 H-SiC p-in-n平面垫传感器的探测器性能在室温下进行了研究，使用241 Am α源，反向偏压高达1100 V。为了量化4 H-SiC的辐射硬度特性，研究中包括了接受中子辐照的样品，中子通量高达1 e16/cm^2。所获得的结果进行了比较，以前进行的UV-TCT研究。样品表现出的电荷收集效率（CCE）的下降，随着照射能量密度的增加，部分补偿在高反向偏置电压远高于完全耗尽电压。根据未辐照参考探测器的α粒子穿透体积的耗尽，观察到收集的电荷的平台。对于中子辐照的样品，这样的平台只有在较高的反向偏压下才变得明显。对于最高的研究通量，CCE的行为几乎与反向偏置增加线性。与UV-TCT测量相比，耗尽覆盖全部能量沉积的敏感体积所需的反向偏压较低，这是由于α粒子的穿透深度小。在最高反向偏压下，测得的CCE值与早期的UV-TCT研究一致，差异在1%和5%之间。
2022-12-09 physics.ins-det
Activities of the Korea ALICE group for the development and production of the next-generation silicon tracker
Pusan National University（釜山国立大学）
针对 ALICE 3 硅径迹探测器面积约达 ITS2 五倍带来的量产挑战，韩国 ALICE 小组开展传感器评估、自动化固晶组装与原型模块构建，以建立可扩展的批量生产流程。
2025-10-20 nucl-ex physics.ins-det
Characterisation of Medipix3 Silicon Detectors in a Charged-Particle Beam
Medipix3 ASIC主要设计用于X射线成像应用，但也可用于带电粒子跟踪。在这项工作中，从欧洲核子研究中心SPS与辐照和非辐照传感器的光束测试的结果，并示出与模拟一致，证明了Medipix3 ASIC作为表征像素传感器的工具的适用性。
2016-01-12 physics.ins-det
Type inversion in irradiated silicon: a half truth
电荷收集测量上进行了严重照射的p-喷雾dofz像素传感器与掠射角强子束提供了一个灵敏的测定内的检测器的电场。的数据进行了比较与一个完整的电荷传输模拟的传感器，其中包括信号捕获和电荷感应效应。线性变化的电场的基础上，一个恒定的类型反转的有效掺杂密度的标准图片是不一致的数据。在ISE TCAD软件中实现的双阱双结模型可以被调整以产生双峰电场，其在两个不同的注量下合理地描述数据。模拟的磁场与先前基于瞬态电流技术的测定略有不同。该模型还可以解释在数据中观察到的信号捕获水平。
2004-09-13 hep-ex physics.ins-det
Characterisation of Gamma-irradiated MCz-Silicon Detectors with a High-$K$ Negative Oxide as Field Insulator
大型强子对撞机（LHC）实验中紧凑型μ子Solenid（CMS）探测器中的跟踪器的高亮度操作要求开发硅基传感器。这涉及到交流耦合到微尺度像素传感器区域的实现，以提供增强的辐射感应漏电流的隔离。本研究的动机是开发具有负氧化物（例如氧化铝- Al $_2$ O $_3$和氧化铪- HfO $_2$）作为场绝缘体的AC像素传感器，所述场绝缘体具有良好的介电强度并提供抗辐射性。采用原子层沉积法（ALD）制备了Al $_2$ O $_3$和HfO $_2$薄膜作为电容耦合介质。基于MOS电容器中使用的介电材料的比较研究表明HfO $_2$是更好的候选材料，因为它对伽马辐照的负电荷积累提供了更高的灵敏度（其中，术语灵敏度定义为平带电压与剂量的变化之比）。此外，对于在高电阻率p型磁性直拉硅（MCz-Si）衬底上处理的传感器观察到空间电荷符号反转，所述衬底用高达1 MGy的剂量的伽马射线照射。高伽马辐照AC耦合像素传感器的像素间电阻值表明，作为场绝缘体的高$K$负氧化物在像素之间提供了良好的电隔离。
2022-11-19 hep-ex physics.ins-det
Analytical Modeling and TCAD simulation of n-Fz Double Sided Si Microstrip Detector Equipped with WGR irradiated by Protons for the R3B Experiment
该研究通过SRH/CCE建模、Silvaco ATLAS TCAD与SPICE模拟，评估质子辐照下n-Fz双面硅微条探测器的性能，并为R3B升级提出200 μm、带450 μm宽保护环的抗辐照设计。
2025-03-18 hep-ex physics.ins-det
Testbeam results of irradiated SiGe BiCMOS monolithic silicon pixel detector without internal gain layer
本研究对MONOLITH项目的SiGe BiCMOS单片硅像素ASIC原型开展辐照试验与束流测试，测量了不同偏压下探测效率、时间分辨率随质子注量的变化，验证了提升偏压可改善辐照后器件性能。
2024-06-21 physics.ins-det
Design and performance of the silicon sensors for the CMS barrel pixel detector
大型强子对撞机的CMS实验包括一个混合硅像素探测器，用于重建带电轨道和相互作用顶点。筒区由n中n型传感器组成，其单元尺寸为100 × 150 μ m^2，在扩散氧化的浮区硅上加工。偏置网格的实施和像素隔离实现与缓和的p-喷雾技术。在CERN SPS的H2束线上进行了广泛的测试计划。在本文中，我们描述了传感器的布局，光束测试设置和辐照和非辐照原型设备所获得的结果。给出了电荷收集、命中探测效率、洛伦兹角和空间分辨率的测量结果。
2007-02-12 physics.ins-det
The ALICE Experiment Upgrades
ALICE实验在2019年至2021年期间受益于长周期，以扩大其物理能力，并充分受益于运行3中LHC亮度的增加。内部跟踪系统已被一个基于MAPS技术的新硅跟踪器所取代，在μ子谱仪前面增加了一个新的跟踪装置，以提高其顶点能力。用于TPC读出的线室已被新的GEM探测器取代，这将最大限度地减少离子回流，并允许连续数据采集：此外，还安装了一个专门用于快速触发的新探测器阵列。在软件方面，增加了新的第一遍重建，以处理和减少数据流和存储。这些升级将与未来ALICE升级的展望一起提出，鉴于LHC运行4，其中将包括用升级的硅器件和高粒度电磁和强子量能器（FOCAL）替换ITS内部跟踪层。
2022-01-21 physics.ins-det
Commissioning of the Silicon Strip Detector (SSD) of ALICE
本文介绍了宇宙学SSD调试的最新结果。显示了检测器的硬件状态、前端电子设备、冷却、数据采集和与在线监测相关的问题。此外，实施和遵循的程序，以解决与其余的ITS子探测器的对准，以及在线和离线校准策略进行了描述。最后，从模拟以及从宇宙数据的重建，证明探测器的性能的结果，证明SSD是准备为即将到来的质子-质子数据拍摄。
2010-07-02 hep-ex physics.ins-det
Discharge probability studies with multi-GEM detectors for the ALICE TPC Upgrade
大型时间投影室（TPC）是欧洲核子研究中心（CERN）大型强子对撞机（LHC）ALICE实验中跟踪和识别带电粒子的主要装置。在2019-2020年的第二次长时间关闭之后，LHC将以高达50 kHz的相互作用速率提供Pb束碰撞，这大约是TPC目前读出速率的50倍。为了充分利用LHC的潜力，TPC读出室将升级为气体电子倍增器（GEM）技术。为了确保升级后的腔室在恶劣的LHC环境中的稳定行为，启动了一项专门的研发计划，以优化GEM堆的几何形状及其在放电方面的高压配置。我们总结了用高度电离α粒子照射的3-和4-GEM原型进行的放电概率测量。
2018-07-09 physics.ins-det
Charge Collection and Electrical Characterization of Neutron Irradiated Silicon Pad Detectors for the CMS High Granularity Calorimeter
计划于2027年为高亮度LHC（HL-LHC）更换紧凑型μ子螺线管（CMS）探测器中现有的端盖量热计，将是一个高粒度量热计。它将提供详细的位置，能量和时间信息的电磁和强子簇射在巨大的堆积的HL-LHC。高粒度量热计（HGCAL）将使用120-、200-和300- $μ\textrm{m}$厚的硅（Si）垫传感器作为主要活性材料，并将维持高达约$10^{16}~\textrm{n}_\textrm{eq}\textrm{cm}^{-2}$的1-MeV中子当量注量。为了解决由强辐射环境引起的Si探测器的性能退化，在两个反应器中对来自8英寸和6英寸晶片的测试二极管样品进行辐照活动。辐照后的电气和电荷收集特性的表征涉及两个散装极性的三个传感器厚度。由于硅传感器将在-30 $^\circ$ C下操作以减少随着注量增加的体漏电流，因此用红外TCT装置在-30 $^\circ$ C下进行30个辐照样品的电荷收集研究。TCAD模拟结果在较低的注量与实验结果是密切一致的，并提供预测的传感器性能的较低的注量区域的实验研究未覆盖。所有研究的传感器显示60 $\%$或更高的电荷收集效率在其各自的最高寿命能量密度时，在800 V下操作，并显示以上90 $\%$在最低能量密度，在600 V。收集的电荷接近的$10^{16}~\textrm{n}_\textrm{eq}\textrm{cm}^{-2}$的能量密…
2020-08-04 physics.ins-det
Simulation of Heavily Irradiated Silicon Pixel Sensors and Comparison with Test Beam Measurements
电荷收集测量进行严重照射的p-喷雾DOFZ像素传感器与掠射角强子束提供了一个灵敏的测定内的检测器的电场。的数据进行了比较与一个完整的电荷传输模拟的传感器，其中包括信号捕获和电荷感应效应。线性变化的电场的基础上，一个恒定的类型反转的有效掺杂密度的标准图片是不一致的数据。在ISE TCAD软件中实现的双阱双结模型可以被调整以产生双峰电场，其合理地描述了数据。模拟的磁场与先前基于瞬态电流技术的测定略有不同。该模型还可以解释数据中观察到的电荷捕获水平。
2005-05-04 hep-ex physics.ins-det
Low-field carrier mobilities in silicon irradiated to extreme fluences
Humboldt University of Berlin（柏林洪堡大学）；Carleton University（卡尔顿大学）；High Energy Accelerator Research Organization (KEK)（高能加速器研究机构（KEK））
研究了硅在极端通量照射下的低场载流子迁移率，通过测量和模拟分析了迁移率与通量和温度的关系，并估算了载流子浓度。
2026-07-13 hep-ex physics.ins-det
A Method to Simulate the Observed Surface Properties of Proton Irradiated Silicon Strip Sensors
在CERN世界上最大的粒子物理加速器LHC计划进行的高亮度升级期间，安装在CMS实验顶点和跟踪部分的位置敏感硅探测器将面临比现有系统设计更强的辐射环境。为了将跟踪器升级到所需的性能水平，已经进行了广泛的测量和模拟研究。利用Synopsys Sentaurus TCAD模拟软件包中的缺陷模型对质子辐照器件的体特性进行了模拟，模拟结果与硅条探测器的测量结果吻合较好。然而，由于通量增加的表面损伤，该模型没有提供预期的行为。该解决方案需要一种方法，该方法不影响质子模型产生的准确的本体性质，而只是在表面附近增加所需的辐射诱导性质。这些包括所观察到的条带检测器的电荷收集效率（CCE）的位置依赖性。在本文中，一个程序来找到一个缺陷模型，再现正确的CCE损失，以及其他表面性能的条探测器的注量$1.5\times10^{15}$ 1兆电子伏n $_{\textrm{eq}}$ cm $^{-2}$，将被提出。当在不同的注量与CCE损耗测量应用时，该方法可以提供用于参数化的氧化物电荷的积累在SiO2/Si界面作为剂量的函数的手段。
2015-03-10 hep-ex physics.ins-det
Leakage current of high-fluence neutron-irradiated 8" silicon sensors for the CMS Endcap Calorimeter Upgrade
研究高通量中子辐照下8英寸硅传感器的漏电流特性，用于CMS端帽calorimeter升级。
2026-07-27 physics.ins-det
Measurement of the Charge Collection Efficiency after Heavy Non-Uniform Irradiation in BaBar Silicon Detectors
我们已经调查了耗尽电压的变化，漏电流的增加和电荷收集效率的硅微带探测器相同的BaBar硅顶点跟踪器（SVT）的内层中使用的重非均匀照射后。用0.9 GeV的电子束辐照一个连接了前端电子设备的完整SVT模块，其峰值能量密度为3.5 x 10^14 e^-/cm ^2，远远超过了引起衬底类型反转的水平。我们照射的两个传感器组成的模块与非均匀分布的sigma=1.4毫米，模拟在BaBar实验中遇到的条件下，由模块相交的水平机器平面。的电荷收集特性和耗尽电压的位置依赖性进行了详细的研究，使用1060 nm的LED和创新的测量技术的基础上，只对芯片的数字输出。
2005-04-06 physics.ins-det
Signal height in silicon pixel detectors irradiated with pions and protons
像素探测器用于大型强子对撞机（LHC）多用途实验的最里面部分，因此暴露在电离辐射的最高通量下，这部分探测器主要由带电π介子组成。探测器的辐射硬度已经过彻底测试，达到了LHC预期的能量密度。在大型强子对撞机升级的情况下，注量将高得多，目前还不清楚目前的像素技术可以使用哪些半径。为了建立这样的限制，一个CMS像素读出芯片（PSI46V2.1）大小的像素传感器已经被凸点键合，并在PSI下用高达6 E14 Neq/cm ^2的正π介子和高达5E 15 Neq/cm ^2的质子进行辐照。传感器取自CMS桶像素检测器的生产晶片。他们使用n型DOFZ材料，电阻约为3.7kOhm cm，n侧读出。由于硅传感器的性能受到捕获的限制，因此研究了对Sr-90源的响应。高能β粒子代表了最小电离粒子的良好近似。偏置依赖性的信号在很宽的能量密度范围内。
2009-01-22 hep-ex physics.ins-det
Experimental and simulation study of irradiated silicon pad detectors for the CMS High Granularity Calorimeter
预计LHC将升级到高亮度阶段（HL-LHC），这将最大限度地发挥该设施的物理潜力。此次升级预计将使瞬时光度提高5倍，并在运行10年后提供3000 fb-1的积分亮度。由于辐射和堆积的相应增加，CMS端盖中的电磁量热仪将维持1.5 MGy的最大积分剂量和1 e16 neq/cm 2以上的中子注量，因此需要更换它们以进行HL-LHC操作。CMS合作决定用高粒度量热计（HGCAL）取代现有的端盖电磁和强子量热计，这将提供有关HL-LHC非常高堆积中电磁和强子簇射的前所未有的信息。为了在HGCAL中使用Si探测器并应对强辐射环境带来的挑战，已经启动了一项广泛的研发计划，包括生产各种类型，尺寸和厚度的原型传感器，在辐照之前和之后对其进行鉴定以达到预期水平，以及伴随的模拟研究。这里提出的正在进行的调查包括测量电流-电压和电容-电压特性，以及预测的电荷收集效率的传感器照射到预期的水平HGCAL在HL-LHC。的研究和中子辐照的Si探测器的性能的第一个结果，以及它们的比较与数值模拟的状态，被提出。
2017-11-14 hep-ex physics.ins-det
3D silicon pixel detectors for the ATLAS Forward Physics experiment
ATLAS Forward Physics（AFP）项目计划在距离相互作用点约210米处安装3D硅像素探测器，并非常接近光束线（2-3 mm）。这意味着对于面向光束的传感器侧需要约100-200 $μ$ m宽的薄边缘，以使死区最小化。另一个挑战是像素传感器的预期不均匀照射。我们研究了ATLAS Insertable B-Layer产品中略微修改的FE-I4 3D像素传感器是否能够满足这些要求。AFP兼容的超薄边缘获得了一个简单的金刚石锯切。进行了电气特性和束流测试，没有观察到对漏电流和命中效率的不利影响。对于没有3D保护环的设备的剩余的不敏感的边缘小于15 $μ$ m的宽度被发现。此外，3D探测器的非均匀照射高达几个10 $^{15}$ n $_{eq}$ /cm $^2$与聚焦的23 GeV质子束或23 MeV质子束通过Al掩模中的孔。在辐照区的效率被发现是类似的一个在非辐照区，并超过97%的情况下，有利的芯片参数设置。仅在Al掩模中的孔的边缘处的窄过渡区域中，看到显著较低的效率。通过泄漏电流的位置分辨剂量测定使用小垫二极管阵列的这种效果进行了后续研究。
2015-01-09 physics.ins-det
A measurement of Lorentz Angle of radiation-hard Pixel Sensors
为满足大型强子对撞机要求而开发的硅像素探测器在欧洲核子研究中心的ATLAS合作框架下进行了光束测试。讨论了辐照和未辐照传感器在磁场中的实验行为。给出了这些传感器在不同工作条件下洛仑兹角的测量结果。本文提出了一个计算辐照前后硅中电荷漂移的简单模型。模型预测和实验结果之间的良好协议。
2000-12-20 physics.ins-det
Transverse momentum spectra of hadrons identified with the ALICE Inner Tracking System
内跟踪系统是最靠近光束轴的ALICE探测器。它由六层硅探测器组成：两个最内层的硅像素探测器（SPD），两个中间层的硅漂移探测器（SDD）和两个最外层的硅条探测器（SSD）。ITS可用作独立跟踪器，以便恢复时间投影室（TPC）未重建的轨道，并重建具有低至100 MeV/c的$p_{t}$的低动量粒子。ITS中的粒子识别通过测量SDD和SSD层中的能量损失信号来执行。ITS允许在低$p_{t}$时扩展ALICE中心快度区中的带电粒子识别能力：有可能分离100 MeV/c范围内的$π/K$ $< p_{t} <$ 500 MeV/c和200 MeV/c范围内的$K/p$ $ < p_{t} <$ 800 MeV/c。本文将详细讨论ITS中强子的鉴别，并介绍提取$π, K$和$p$的$p_{t}$谱的不同方法。
2013-08-16 hep-ex physics.acc-ph physics.ins-det
Development and demonstration of the Korea ALICE Telescope using electron beams at KEK PF-AR
Inha University（仁荷大学）；Pusan National University（釜山国立大学）；University of Tsukuba（筑波大学）；University of Tokyo（东京大学）；Yonsei University（延世大学）；Hiroshima University（广岛大学）
本文介绍了韩国ALICE望远镜（KATS）的开发与束流测试，验证了弯曲ALPIDE传感器在18毫米弯曲半径下的稳定跟踪性能，为未来低质量圆柱形硅顶点探测器提供了可靠的研发平台。
2026-09-10 physics.ins-det
A truly cylindrical inner tracker for ALICE
在成功安装并首次运行升级后的内部跟踪系统（ITS2）后，它由大约$10\,$ m $^2$的单片硅像素传感器组成，ALICE正在为LHC Run 4的ITS3率先使用弯曲的晶圆级像素传感器。可以使用拼接技术来生产大于典型标线尺寸的传感器。在约$30\,μ$ m的厚度下，硅足够柔性以弯曲到$1\,$ cm量级的半径。通过用强制气流冷却这种传感器，可以构造实际上仅由硅传感器组成的真正的圆柱形层。材料预算的减少和指向分辨率的提高将允许新的测量，特别是重味衰变和电磁探针。在这次演讲中，我们将报告传感器的发展，弯曲传感器在测试梁的性能，和真正的圆柱形层的力学研究。
2022-12-06 hep-ex 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
Performance of Irradiated RD53A 3D Pixel Sensors
在LHC的ATLAS实验将取代其目前的内部跟踪系统的HL-LHC时代。3D硅像素传感器被认为是新的全硅基跟踪探测器最内层的抗辐射候选者。与HL-LHC的第一个原型ASIC（RD 53 A芯片）兼容的具有小像素尺寸的$\mathrm{50 \times 50~μm^{2}}$和$\mathrm{25 \times 100~μm^{2}}$的3D传感器在均匀照射到$\mathrm{5 \times 10^{15}~n_{eq}/cm^{2}}$之后在束流测试中进行了研究。仅需要50 V的操作电压就可以在此注量之后实现97%的命中效率。
2019-03-22 hep-ex physics.ins-det
Charge collection properties in an irradiated pixel sensor built in a thick-film HV-SOI process
HV-CMOS传感器在升级的LHC（HL-LHC）的ATLAS实验中用作跟踪探测器的研究最近一直是一个活跃的研究领域。内置在绝缘体上硅（SOI）技术的像素探测器的潜在候选人已经在辐射硬度TID（总电离剂量）和电荷收集后，中度中子照射的特点。在这篇文章中，我们提出了一个广泛的辐照硬度的研究结果，中子高达1x 10 e16 neq/cm 2的注量。采用边缘瞬态电流技术（E-TCT）测量了无源像素化结构中的电荷收集。发现有效空间电荷浓度的演变符合受主去除模型，在5 × 10 e14 neq/cm 2之后达到空间电荷浓度的最小值。探测器响应的像素内均匀性的调查揭示了SOI设计的外延硅层特性的寄生电荷收集。结果得到了支持的电荷收集在一个等效的探测器布局的数值模拟。
2017-10-26 physics.ins-det
Testbeam results of irradiated ams H18 HV-CMOS pixel sensor prototypes
HV-CMOS像素传感器是LHC ATLAS实验跟踪器升级的一个很有前途的选择，也是未来其他大面积跟踪应用的一个很有前途的选择。我们展示了采用艾迈斯半导体H18 HV-CMOS工艺生产的$4^{\mathrm{th}}$代电容耦合像素探测器（CCPDv 4）的测试束表征结果，这些探测器采用不同粒子（反应堆中子和18 MeV质子）进行辐照，辐照通量介于$1\cdot 10^{14}$和$5\cdot 10^{15}$ 1-MeV-n $_\textrm{eq}$ /cm $^2$之间。传感器被粘到ATLAS FE-I4像素读出芯片上，并使用FE-I4光束望远镜在CERN SPS H8光束线上进行测量。所有注量的结果都是非常令人鼓舞的，对于$85\,$ V的偏置电压，所有命中效率都优于97%。照射到注量为$1\cdot 10^{15}$ n $_\textrm{eq}$ /cm $^2$的样品-对于大体积的升级跟踪器的相关值-表现出99.7%的平均命中效率。这些结果为HV-CMOS传感器的辐射耐受性及其作为实验性HL-LHC升级和未来高辐射环境中大面积硅基跟踪探测器的传感器的适用性提供了强有力的证据。
2017-11-28 physics.ins-det
Material Budget Calculation of the new Inner Tracking System, ALICE
ALICE合作项目旨在通过建立专用的重离子探测器来研究强相互作用物质的物理学。内部跟踪系统（ITS）位于ALICE探测器的中心，围绕着相互作用点。现在，ALICE计划升级内部跟踪系统，用于低横向动量的稀有探测器。新的ITS由支撑结构上的七层硅像素传感器组成。新设计的一个目标是将每层的材料预算（$X/X_0$）减少到内层的0.3 $\%$和中间层和外层的0.8 $\%$。在这项工作中，我们进行计算的基础上详细的几何描述不同的支撑结构的内，外桶使用ALIROOT。结果表明，内、外筒的材料预算有可能降低到我们所期望的值。这种原型的制造也是可能的。
2017-07-14 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
Alice Alignment, Tracking and Physics Performance Results
ALICE探测器被设计用于跟踪和识别宽横向动量范围内的粒子，从100 GeV/c到100 MeV/c。最里面的桶状检测器，内部跟踪系统（ITS），专用于精确跟踪和主要和次要顶点重建。在这个过程中，我们提出了ITS的跟踪性能，主要顶点重建和粒子识别能力。目前对探测器响应的理解是从2008年宇宙射线运行开始并以pp碰撞数据完成的广泛调试阶段的结果：三个ITS子系统（硅像素探测器，硅漂移探测器，硅带探测器）的对准状态和通过重建材料中的伽马转换研究探测器材料预算。精确的跟踪需要重建和分离的主要顶点的相互作用从超子和重味介子衰变的次要顶点：所取得的成果的一些例子。
2011-01-18 hep-ex nucl-ex physics.ins-det
