2021年高能新闻
您当前的位置:首页 > 新闻动态 > 高能新闻 > 要闻 > 2021年高能新闻
高能所研制出具有良好抗辐照性能的硅超快传感器
文章来源:实验物理中心  2021-12-23
】 【】 【
  近日,中科院高能所团队研制出具有良好抗辐照性能的硅超快传感器。该传感器基于低增益雪崩放大二极管(Low-Gain Avalanche Diode, LGAD)。经过ATLAS合作组与RD50合作组的测试,该传感器是目前抗辐照性能最好的LGAD硅超快传感器之一,达到ATLAS实验高颗粒度高时间分辨探测器项目(High Granularity Timing Detector,HGTD)的要求,其结果已经在CERN的探测器讲座(CERN detector seminar)和欧洲核子中心(CERN)的实验新闻(EP Newsletter)上公布【1】【2】。
  本项目研究的关键是在原有LGAD硅超快传感器工艺上增加了碳掺杂工艺,降低了辐照引起硅传感器中硼掺杂的移除速率,大大提高抗辐照性能。在经过高亮度LHC要求的超高辐照量(等效中子通量)后,仍能实现30-40皮秒的时间分辨率,并且可以工作在300-400V的较低电压下。经CERN束流测试验证,低工作电压避免了由单粒子击穿导致的辐照损伤。该LGAD硅超快传感器是中科院高能所与中科院微电子所合作研制,高能所负责版图设计、工艺设计与测试,微电子所负责流片。
  ATLAS合作组的HGTD项目是大型强子对撞机高亮度II期升级(LHC Phase-II)升级的一部分。其目标是研制6.4平方米的抗辐照超快硅探测器,利用高精度的时间信息来区分空间上距离较近的对撞事例,从而提高探测器物理性能。该项目所研发的硅超快传感器,超快读出芯片和大面积超快探测器集成等都是国际前沿的全新技术。 
  以高能所为主体的中国组将承担HGTD项目超过1/3的传感器研制,近一半的探测器模块研制,与全部的前端电路板研制。另外,高能所HGTD团队也担任了HGTD项目的多个重要的管理职务,其中包括HGTD项目的项目经理。
  HGTD项目受到基金委、核探测与核电子学国家重点实验室等经费支持。 
  高能所组在HGTD项目中承担了重要的管理组织工作。Joao Guimaraes da Costa今年3月担任ATLAS国际合作组HGTD项目经理。这是中国组成员首次担任ATLAS实验子探测器的项目经理(ATLAS合作组Level-1的核心管理职务)。梁志均担任HGTD的探测器模块组的Level-2召集人;张照茹担任HGTD风险管理召集人;赵梅担任传感器测试Level-3召集人;张杰担任HGTD的前端外围电路与探测器模块电路板的Level-3召集人;樊磊担任高压电路Level-3召集人。
  【1】欧洲核子中心(CERN)的探测器讲座(Detector Seminar),LGADs for timing detectors at HL-LHC, https://indico.cern.ch/event/1088953/
  【2】欧洲核子中心(CERN)的实验新闻(EP Newsletter),High granularity timing detector for ATLAS phase II upgrade,https://ep-news.web.cern.ch/content/high-granularity-timing-detector-atlas-phase-ii-upgrade
  
  硅超快传感器

附件下载:

地址:北京市918信箱 邮编:100049 电话:86-10-88235008 Email:ihep@ihep.ac.cn
中国科学院高能物理研究所 备案序号:京ICP备05002790号-1 文保网安备案号: 110402500050