新型三维沟槽电极硅探测器电荷收集性能的研究

来源 :湘潭大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:ningyuanhui
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
半导体探测器以其响应速度快、灵敏度高、易于集成等优异的性能,成为光子、高能粒子探测的首选探测器,已被广泛地应用于航空航天、医疗检测、高能物理实验等领域。对于应用在高能物理实验上的探测器,如在欧洲核子研究中心(CERN)的大型强子对撞实验中(LHC)的探测器,强的辐照环境会导致探测器工作性能的剧烈衰减,如漏电流增加、电阻率的增加等。近年来,高能物理实验上的辐照通量继续增大,如在超级强子对撞实验上(SLHC),辐照通量已达到1×1016 neq/cm2,今后还会持续增大。此时,强辐照导致缺陷效应加剧,陷阱能级对电荷的俘获效应成为影响探测器性能的主要因素。科学家们一直尝试着增强探测器的抗辐照性能,其中一个有效途径就是设计出具有新型结构的探测器,希望它的电荷收集速率快、并且能有较小的全耗尽电压。最近几年出现了一种新型的三维沟槽状电极的硅探测器,该探测器内部电场分布较均匀,全耗尽电压较小,其性能明显优于传统的仅含有柱状电极的三维探测器,目前该探测器正处于研发测试阶段,未来该探测器必将取代传统柱状电极探测器,并会在高能物理实验、X射线探测等领域得到广泛应用。探测器的电荷收集性能作为探测器工作性能的重要参数指标,对高能粒子或是X射线探测的效率及精度方面都是极其重要的。而国内外对该新型三维沟槽电极硅探测器的电荷收集情况,特别是强辐照环境中的电荷收集的研究并未开展。本文中我们通过分析强辐照在硅中产生的辐照效应,包括空间电荷变化、少子寿命变化、以及辐照产生的陷阱能级对电荷的俘获情况等,并且利用Ramo理论,得出了辐照环境中三维沟槽探测器的电荷收集模型。同时借助半导体器件仿真软件(Silvaco TCAD)对电荷收集模型中需要的三维沟槽电极硅探测器的电场分布及其比重分配场的分布进行了仿真,最后得到了该型探测器的具体电荷收集性能。对该型探测器的电荷收集性能仿真结果表明:(1)对于没受过辐射照射的探测器,电荷收集值与高能粒子入射位置无关;(2)对于受过辐射照射的探测器,电荷收集与高能粒子入射位置相关;(3)随着辐照通量的增加,电荷收集值减少;(4)增加电压会使电荷收集量增加,但最终电荷收集值趋于饱和;(5)电极间距减少会增加电荷收集值。同时我们也对任意位置入射的粒子产生的平均电荷进行了估计。文章中提出的电荷收集计算方法新颖,可为其他器件的电荷收集模型提供借鉴,而对该新型硅探测器电荷收集的模拟将对未来高能物理实验或核物理实验中的该型探测器的应用提供重要参考。
其他文献
混凝土湿喷技术进入我国是在20世纪90年代左右,起步相对于其他国家稍晚,质量、技术、工艺各方面相对于国外还没有明显的优势。但是近几年由于各种湿喷关键技术的逐一解决,混
近年来我国城市化呈现出明显的蓬勃态势。而随着城市化的不断发展,要明确一个理念,即城市空间并不是越大越好,而是要试图寻求合理的城市规模,将重点放在调节土地利用和人口发
<正>当前世界经济复杂多变,金融危机还在不断的发酵,在经济全球化的今天,无数企业面对国内外经济环境复杂变化所带来的压力,显得难以支撑。如何提高自身抵御风险的能力已成为
高效的就业指导工作是高职护生高就业率和高质量就业的重要保证,辅导员作为高职护生就业指导工作的主要承担者,需要具备较高的综合素质和专业的就业指导技能,同时应利用工作
怎样提升中国电力装备制造业的水平?中国制造的长远出路,还是在于推动战略转型。电力装备制造业应该抓住此次国家经济结构深层次调整、改革机遇,破茧而出羽化成蝶。舍弃"低价
长征精神是党带领人民在新民主主义革命时期创造的伟大精神史诗,集中体现了中国共产党人的优良传统和作风,蕴含着巨大的思想政治教育价值,是激励当代青年奋进的精神动力。伟大长征孕育了伟大长征精神,长征精神作为中国共产党革命精神的重要内容,是中华民族伟大复兴的强大精神力量。习近平总书记在纪念长征胜利80周年大会上强调:“在前进路上,我们要大力弘扬伟大长征精神,激励和鼓舞全党全军全国各族人民特别是青年一代奋发
奥氏体不锈钢作为第四代反应堆和聚变堆的重要候选材料之一被广泛的研究。本文利用淬火、电子辐照以及重离子辐照的方法引入缺陷,主要研究Fe17Cr12Ni奥氏体模型钢空位型缺陷
每年的全国两会,代表委员相聚北京,共商国是,是我国政治生活中的一件大事,是国内国外高度关注的一件盛事。今年刚刚闭幕的两会,更是意义非凡。$$今年是新中国成立70周年,是全面建成
报纸
利用RACE结合RT-PCR技术从紫蕚花中克隆出S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的全长,命名为Hv SAMS。该c DNA全长1 704 bp,ORF为1 191 bp,不含内含子,编码396个氨基酸的多肽。多种植物
目的了解香加皮的研究进展,为香加皮的进一步开发和利用提供参考。方法通过查阅国内外相关文献,进行归纳、分析,对香加皮的化学成分、生物活性及质量控制进行综述。结果香加