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第一分会场（RAS4）
- 建北 刘 (中国科学技术大学)
低增益雪崩二极管（LGAD）是一种高时间精度的探测器，时间分辨率可达30ps，目前被用于ATLAS实验中高颗粒度时间探测器（HGTD）的建造，但无法实现高精度的位置测量。交流耦合LGAD（AC-LGAD）是一种基于LGAD发展而来的新型的4D探测器，可以精确地实现时间信息和位置信息的同时测量。中国科学院高能物理研究所的LGAD探测器团队设计了一批具有条状耦合电极的AC-LGAD，条状电极宽度为100微米，电极间的间距分别为50微米、100微米和150微米，并设计了不同N+层的注入浓度。本文中主要通过实验研究了交流耦合电极间距和N+层的掺杂浓度对器件空间分辨率的影响。通过实验测试，AC-LGAD的空间分辨率最优可达8微米，较小的电极间距具有更好的空间分辨率，较低N+掺杂浓度的器件也表现出较好的空间分辨率，为新一版的AC-LGAD设计提供了优化参考。
CdZnTe（CZT）是一种非常有潜力的室温半导体探测器材料，广泛应用于无损检测、医学成像、空间天文观测、国土安全等领域。CZT具有高原子系数、高电阻率、高电子传输特性等特点，使用小体积CZT探测器即可进行高能光子的探测，但由于CZT的空穴迁移率较低，会降低平板探测器的能谱性能。采用虚拟弗里希栅结构（VFG）的CZT探测器可以克服空穴收集的问题，通过在阳极周围增加屏蔽电极改变探测器内部的权重电势分布，使得权重电势在阴极和栅极之间约为0，从栅极至阳极之间线性增长至1，从而减小了空穴运动对阳极输出信号的影响。本文通过COMSOL...
半导体探测器在粒子物理、核物理以及国内大科学装置方面具有重要的应用。碳化硅（SiC）具有带隙宽度大、原子位移阈能和击穿电场强高等突出特点，因而利用其所制备的探测器具有其内禀的抗辐照和耐高温优势。目前高质量超厚碳化硅外延技术尚未成熟，使得平面型碳化硅辐射探测器的灵敏区厚度较难实现对高穿透性辐射源的有效探测需求。为此，我们提出研制具有三维结构的碳化硅探测器。其优势在于，三维器件在几何构造上分离了粒子能量沉积路径和载流子收集路径，从而能够突破由材料缺陷和工艺条件约束的碳化硅灵敏区厚度的限制；同时收集路径分离后，可以极大压缩载流子收集距离，在保留高电荷收集效率和最小电荷收集量的同时显著降低电荷收集时间。实验中采用脉冲激光在半绝缘4H-SiC单晶上制备三维结构，如图1（a）所示。在正六角形的中心和顶点形成7个直径为100 μm的垂直通孔，通孔圆心间距皆为200...
基于CMOS（互补金属氧化物半导体）的硅像素探测器近年来在高能对撞物理实验中发展迅速，成为顶点探测和径迹探测的主要技术方案。在对BESIII漂移室内室的升级研究工作中，一种新的方案是采用芯片拼接技术方案，研制晶圆尺度的CMOS像素传感器，并进行打磨减薄到可卷曲的厚度（~50 $\mu$m），从而开展圆筒形自支撑结构的硅径迹探测器原型机的研究。该方案不仅具有传统...
With the increasing demand for precision in high-energy physics experiments and the development of particle flow algorithms, the requirements for calorimeters tend to be more compact and finely segmented. Silicon-based calorimeters, composed of multiple layers of silicon detectors and absorber materials, play a crucial role in meeting these requirements. One significant advantage of...
未来环形正负电子对撞机（CEPC）是由我国科学家提出的大型粒子物理实验装置，旨在精确测量希格斯(Higgs)粒子、电弱物理、味物理，并寻找超出粒子物理标准模型的新物理。CEPC探测器团队提出了一种高颗粒度晶体量能器方案，这是一种全吸收型晶体量能器，计划使用交错排列的晶体长条作为灵敏材料，晶体双端采用硅光电倍增管（SiPM）读出，具有较高的能量分辨率和簇射分辨能力。在CEPC的束流环境中，量能器的每个读出通道可能会有高达5万个光电子，这要求SiPM在如此高的输入光强下不能出现明显的饱和现象，我们需要选择具有大动态范围的SiPM。然而，大动态范围SiPM的响应刻度是困难的，因为我们难以找到符合同样线性响应要求的刻度探测器。
为此，...
Top-Transient Current Technology（TCT）作为常见的估计探测器收集电荷的测试手段，在探测器领域广泛应用。碳化硅探测器因为其较宽的能带间隙，被视为有可能将来用于极端辐照环境中的探测器候选，同时因为其对温度的不敏感性，可以在常温下进行探测，引起了国内外广泛兴趣。本研究对于辐照前后的碳化硅探测器样品进行了top-TCT测试，通过分析探测器的电荷收集情况，进而估计辐照前后探测器内载流子迁移的平均俘获时间。我们研究了高达7.8×1014neq/cm2等效中子辐照剂量下探测器的电学特性。同时，通过我们继续开发快速仿真软件RAdiation...
碳化硅高原子位移阈值、临界击穿场强、高电子饱和漂移速率、高热导率的物理特性决定其具有抗辐照、耐高温、低噪声、高工作电压、高能量分辨、高电荷收集效率和快时间响应等优势。其中，碳化硅低增益雪崩（4H-SiC LGAD）探测器在核工业、核医疗、高能粒子物理及未来深空探索等前沿领域有极其重要的应用。我们在研究4H-SiC LGAD过程中首先设计和生长具有欧姆接触层、增益层、本征层、缓冲层和衬底层的4H-SiC LGAD外延片，在此基础上优化芯片工艺研制出相应的探测器芯片。其次，研究了该芯片的IV和CV电学特性，通过电学性能证实该探测器具有低增益的特性，即该探测器为碳化硅低增益雪崩探测器。该探测器的增益层的耗尽电压大约为70V，全耗尽电压为500V，漏电流为50nA。最后，为了优化欧姆接触电阻率、电场分布和提高电荷收集我们设计了石墨烯优化的碳化硅探测器结构。
国内高能物理学界提出建设质心系能量约为240GeV的高亮度环形正负电子对撞机（Circular Election Positron Collider,...
未来高能物理实验，如环形正负电子对撞机(CEPC)的核心任务是精确测量Higgs粒子的各项性质，需要实现重味夸克和$\tau$轻子的高效率鉴别，因此要求其顶点探测器必须具有高精度的顶点分辨能力和对带电粒子动量的精确测量能力。CEPC baseline设计中，其顶点探测器最内层空间分辨率好于3$\mu$m，每层探测器物质量小于0.15$\%X_0$。
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