Conveners
Parallel 1 - session 6 (detector)
- 成光 祝 (山东大学)
核辐射成像技术作为搜寻放射性热点的重要手段，能够对辐射热点的空间分布进行重建，在环境监测、国土安全、核退役和核应急等领域得到广泛应用。针对传统康普顿相机存在成像视场受限、探测效率较低以及复杂辐射场下响应速度不足等问题，提出了一种基于方形环状结构的全向康普顿相机。该系统由前、后、左、右四个独立面阵探测器组成，通过多面阵协同探测实现360°方位范围内的全向灵敏度响应，提高了放射源定位能力和探测效率。同时，采用闪烁体与硅光电倍增管（SiPM）耦合的探测方案，在保证探测性能的基础上降低系统成本。
为了研究全向康普顿相机的成像性能，本研究采用6×6×5 mm的 CsI(Tl)...
面向HL-LHC、CEPC等高能物理装置及核聚变实验对探测器抗辐照能力与高时间分辨的严苛需求，碳化硅（SiC）凭借宽禁带、高位移阈能、高饱和电子漂移速度等本征优势，成为替代传统硅基探测器的理想材料。本研究围绕4H-SiC PIN探测器与低增益雪崩二极管（4H-SiC LGAD）开展系统研究，重点聚焦器件性能优化、抗辐照能力评估及工程应用验证。
研究表明，4H-SiC PIN器件对X射线辐照表现出优异耐受能力，在2 MGy剂量下，其I-V、C-V特性及电荷收集效率（CCE）保持稳定；然而，质子辐照会导致器件性能显著退化，在7×10¹³ p/cm²注量下，α粒子CCE降至辐照前的约30%。此外，该器件在23–90 °C温区内漏电流低于10 nA，CCE波动小于10%，信号上升时间保持在300...
碳化硅（SiC）具有宽禁带、高原子位移阈能、高导热率、高载流子饱和漂移速度、高临界击穿电场等特性，碳化硅探测器具有抗辐照、常温或高温下稳定运行、快响应时间等优势，可以应用在高能物理、核物理、空间探测等领域。首先，我们研制出探测面2mm×2mm、时间分辨为40ps的4H-SiC PIN探测器。能量为2.896 GeV的Ta离子辐照后，该探测器的时间分辨和电荷收集效率分别为45ps和97.4%。其次，为实现探测器在低能软X射线、低能α粒子、紫外光探测等领域的应用，在传统4H-SiC探测器时间分辨为100ps的基础上，利用石墨烯降低碳化硅探测器的死区效应，研制出电荷收集均匀稳定、时间分辨为58.0ps的石墨烯/4H-SiC探测器。在能量为160 keV、剂量为1...
CEPC顶点探测器是实现Higgs物理精确测量的关键探测器之一。根据CEPC基准探测器技术设计报告，顶点探测器基线方案采用卷曲式单片有源像素传感器（MAPS），以最内层半径 11.1 mm、空间分辨率优于 5 $\mu$m、单层物质量低至0.8% X₀为主要性能目标。芯片研发目前已实现~4 cm$^2$尺寸的MAPS芯片，其空间分辨率优于5微米。下一代芯片研发主要聚焦于晶圆级像素传感器芯片的设计，将采用拼接（stitching）技术实现百平方厘米量级的大面积芯片。目前正在基于90 nm 图像传感器工艺开展拼接传感器系列芯片的研发，预计2027年完成首版工程流片。采用测试晶圆的弯曲实验已实现12 mm弯曲半径的验证。顶点探测器采用主动空气冷却（7 m/s）可满足低于40...
