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素粒子物理研究のための単光子検出可能な新型半導体検出器の開発

开发用于粒子物理研究的新型单光子探测半导体探测器

基本信息

批准号：
08J04439
负责人：
音野瑛俊
金额：
$ 1.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2008
资助国家：
日本
起止时间：
2008 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08J04439/
关键词：
Pixelated Photon Detector 液体窒素温度時間分解能半導体光検出器

项目摘要

PPDセンサーは実装構造などにより単純な等価回路での理解とは異なる振る舞いをすることもあり、そのひとつの典型が低温での波形である。PPDを例えば液体窒素温度に冷却して動作させると、立ち上がりに1ナノ秒程度の幅の鋭いスパイク状のピークを発生し、その後に(その温度における)R・Cで決まる通常の信号と同じ成分が重なるという不思議な波形が観測された[1]。この原因はイタリアグループおよび我々東大グループにより研究が行われ、光の入射面とクェンチング抵抗が立体的につくる浮遊容量が第一のピークの原因であることがわかっている[2]。簡単に言えば抵抗を介さずにこの浮遊容量をバイパスして信号が漏れ出している状態であり、単純な等価回路では理解できない性質の現象であった。ピーク部の電荷量は小さいので室温ではこの影響はR・Cで決まる時定数の波形に埋もれて見えないが、ポリシリコン製のクェンチング抵抗の抵抗値が低温下では大幅に増加するという性質があるために時定数が長くなり、結果としてバイパスされるスパイク成分の波高が相対的に大きくなり観測にかかった。これは単に低温で使用する際の特殊な観点というだけではなく3次元での実装構造の開発においても重要な観点である。この効果を逆に利点としてあえて浮遊容量をもつPPDを製作すれば、始めに高い波高を持つ鋭い波形を作ることも可能であり、時間分解能を重視したPPDの開発に繋がる。実際このアイデアを採用した試作品が浜松ホトニクスにより製造され、実際に時間分解能の向上が見られたことが国際会議で発表されている。[1]H.Otono, et al.PoS PDO7:007,2006.[2]H.Otono, et al.NIMA610(2009)397-399.

PPD センサーは be loaded structure などにより単 pure な etc 価 loop での understand とは different なる vibration る dance いをすることもあり, そのひとつのが typical low-temperature での waveform である. PPD を example えば liquid に smothering element temperature cooling して action させると, vertical ちがりに 1 ナノ second degree のの picture sharp いスパイク shape のピークを発し, その after に (その temperature における) r. C で definitely まるの signal usually と with じ composition が heavy なるという incredible な waveform が観 measuring された [1]. この reason はイタリアグループおよび I 々 dongda グループによりが line われ, light の plane of incidence とクェンチング resistance が stereo につくる floating capacity が first のピークの reason であることがわかっている [2]. Jane 単に said えばを dielectric resistance さずにこの floating capacity をバイパスしてがれ leakage signal out している state であり, pure な単価 loop では understand できない nature の phenomenon であった. のピーク department charge は small さいので room-temperature ではこの influence は r. C で definitely まる when destiny の waveform に buried もれて see えないが, ポリシリコン system のクェンチング resistance の resistance numerical でが low temperature はに raised substantially add するという nature があるために when destiny が long くなり, results としてバイパスされるスパイク composition の wave A high が pair of に large くなくなに観 measure にったった. これは単に cryogenic use でする interstate の special な観 point というだけではなく 3 dimensional での be loaded structure の open 発においても important な観 point である. この unseen fruit を inverse に tartness としてあえて floating capacity をもつ PPD を making すれば, beginning めにいい wave high を hold つ sharpness waveform を as ることも may であり, time can decompose を attaches great importance to the した PPD の open 発に繋がる. Be interstate このアイデアを using しが creek た try works loose ホトニクスにより manufacturing され, be interstate に time breakdown could see らの upward がれたことが international conference で発 table されている. [1]H.Otono, et al.PoS PDO7:007,2006.[2]H.Otono, et al.NIMA610(2009)397-399.