stripixel型半導体検出器の開発

条带式半导体探测器的研制

• 批准号: 17740182
• 负责人: 東城 順治
• 金额: $ 2.11万
• 依托单位: The Institute of Physical and Chemical Research
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
• 财政年份: 2005
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2005 至 2006
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-17740182/
• 关键词: 実験核物理; 素粒子実験; 超精密測定

本研究の目的は、高位置分解能荷電粒子飛跡検出器へ応用するためのstripixel型半導体検出器を開発することである。平成17年度は、実用化を目指した検出器の第一段階として、RHIC衝突型加速器PHNEIX実験用のstripixel型半導体検出器のプロトタイプを製作し、その性能評価を行った。プロトタイプ検出器は、シリコンセンサー、信号読み出しIC、回路基板で構成し、製作した。使用したセンサーは、5μmライン/3μmスペースの渦巻き電極構造、ピクセルサイズ1000μm×80μm、ピクセル数15,360、ストリップ数1,536、センサーサイズ63.6mm×34.9mm、センサー厚625μmのものである。信号読み出しICには、米国フェルミ国立研究所テバトロン加速器実験用に開発されたSVX4チップを用いた。回路基板は、SVX4チップの制御ならびにセンサーへの電圧を印加できるよう設計・製作を行った。プロトタイプ検出器の信号を読み出すため、LabVIEWに基づくデータ収集システムの構築を行った。検出器の性能評価として、センサーの電気特性の測定、ノイズの測定、波長1,060nmの赤外レーザーを用いた信号電荷分割特性の測定を行った。センサーの電気特性の測定では、空乏層化電圧約100V、1ストリップあたりの漏れ電流約0.12-0.20nAを得、十分な性能であることを確認した。ノイズの測定では、約850e^- rmsを測定し、非常に良いS/N比約26が期待されることを示した。また、赤外レーザー入射によるテストでは、渦巻き電極間の信号電荷分割特性を測定することを目指したが、レーザーのスポットサイズに問題があり、最終的な結論を得るには至らず、今後の課題である。なお、平成17年度に行った研究のpreliminaryな成果は、国際会議VERTEX2005で報告を行い、論文を発表予定である。

The purpose of this study is to 検, and the high-position decomposition energy-charged particle trace 検 emitter へ応 is developed using a するため stripixel-type semiconductor 検 emitter を for する する とである とである. 17 year は pp.47-53, be use を refers し た 検 extractor の first Duan Jie と し て, RHIC conflict type accelerator PHNEIX be 験 with の stripixel type semiconductor 検 extractor の プ ロ ト タ イ プ を し making, そ の performance evaluation 価 を line っ た. The プロトタ プ検 プ検 output, シリコ セ セ サ サ サ シリコ, signal 読み output <s:1> IC, and return circuit board で are used to form the <s:1> and manufacture the た. Using し た セ ン サ ー は, 5 microns ラ イ ン / 3 microns ス ペ ー ス の vortex 巻 き electrode structure, ピ ク セ ル サ イ ズ 1000 mu m x 80 microns, ピ ク セ ル number 15360, ス ト リ ッ プ number 1536, セ ン サ ー サ イ ズ 63.6 mm x 34.9 mm, セ ン サ ー 625 microns thick の も の で あ る. Signal 読 み out し IC に は, m フ ェ ル ミ national institute テ バ ト ロ ン accelerator be use に 験 発 さ れ た SVX4 チ ッ プ を with い た. Back to the board は, SVX4 チ ッ プ の suppression な ら び に セ ン サ ー へ の electric 圧 を Inca で き る よ う line design, production of を っ た. プ ロ ト タ イ プ 検 extractor の signal を 読 み out す た め, LabVIEW に づ く デ ー タ 収 set シ ス テ ム の line build を っ た. 検 extractor の performance evaluation 価 と し て, セ ン サ ー の electric 気 features の determination, ノ イ ズ の determination, the wavelength of 1060 nm の red outside レ ー ザ ー を with い た signal charge line segmentation feature の determination を っ た. セ ン サ ー の electric 気 の determined で は, depletion layer electric 圧 about 100 v, 1 ス ト リ ッ プ あ た り の れ leakage current is about 0.12 0.20 nA を, very な performance で あ る こ と を confirm し た. Determination of ノ イ ズ の で は, about 850 e ^ - determination of RMS を し, very good に い S/N ratio of about 26 が expect さ れ る こ と を shown し た. ま た, red レ ー ザ ー incident に よ る テ ス ト で は, vortex 巻 き の signal charge split between electrode を determined す る こ と を refers し た が, レ ー ザ ー の ス ポ ッ ト サ イ ズ に problem が あ り, the final conclusion な を る に は to ら ず, future の subject で あ る. Youdaoplaceholder0, the research results of に った in Heisei 17 な な, the report of で at the international conference VERTEX2005で, the report of を, and the publication schedule of を papers have been approved である.