New test beam results of 3D and pad detectors constructed with poly-crystalline CVD diamond
New test beam results of 3D and pad detectors constructed with poly-crystalline CVD diamond
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用多晶 CVD 金刚石构造的 3D 和垫探测器的新测试光束结果
DOI：
10.1016/j.nima.2019.162675
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发表时间：
2020
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Reichmann M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Reichmann M
摘要化学气相沉积金刚石被认为是一种在恶劣辐射环境中用于粒子探测器的材料。本文介绍了用多晶CVD金刚石制作的3D像素探测器的束流测试结果。装置的单元尺寸为50 µm× 50 µm，柱直径为2.6 µm。这些细胞被组合成3× 2和5× 1的模式，以分别匹配目前在大型强子对撞机的CMS和ATLAS实验中使用的像素读出电子设备的布局。在光束测试中，使用高精度跟踪望远镜重建的轨道，跟踪效率达到99.3%。这两种设备的效率在30 V的偏置电压平台。也照射多晶CVD金刚石垫探测器进行了研究。在粒子通量高达20 MHz/cm 2和辐照度高达8 × 10 15 n/cm 2的高速率束流试验中，表明辐照的多晶CVD金刚石的脉冲高度不依赖于对O2%的通量。
Abstract Chemical Vapour Deposition (CVD) diamond is being considered as a material for particle detectors in a harsh radiation environment. This article presents beam test results of 3D pixel detectors fabricated with poly-crystalline CVD diamonds. The cells of the devices had a size of 50 µm× 50 µm with columns 2.6 µm in diameter. The cells were ganged in a 3× 2 and 5× 1 pattern to match the layouts of the pixel read-out electronics currently used in the CMS and ATLAS experiments at the Large Hadron Collider, respectively. In beam tests, using tracks reconstructed with a high precision tracking telescope, a tracking efficiency of 99.3% was achieved. The efficiency of both devices plateaus at a bias voltage of 30 V. Also irradiated poly-crystalline CVD diamond pad detectors were investigated. In high rate beam tests with particle fluxes up to 20 MHz/cm 2 and irradiations up to 8⋅ 10 15 n/cm 2 it was shown that the pulse height of irradiated poly-crystalline CVD diamonds does not depend on flux to the O 2%.
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D. Schaefer