GEM-MM与标准MIGAS能量分辨比较 - Indico.PPTVIP

Micromegas探测器打火抑制及同步辐射测量 主要内容 MIGAS、GEM存在的问题 打火抑制方案研究 同步辐射测量 主要问题与小结 打火抑制及同步辐射测量 MIGAS、GEM存在的问题 MIGAS、GEM存在的问题 打火抑制方案研究 阻性读出方案 阻性读出方法 改变局部空间电荷积累，降低打火 扩散电荷密度分布 扩大电荷信号分布范围 高计数率下可以工作 阻性条工艺 阻性膜工艺 阻性条工艺 采用杜邦公司PC1025 难以购买到 阻性膜工艺 合适的阻性值材料 表面平整度要求较高 阻性读出方案 阻性读出方案 阻性读出方案 GEM预放大方案 GEM预放大方案 GEM预放大方案 GEM预放大方案 同步辐射测量 同步辐射测量 同步辐射测量 同步辐射测量 同步辐射测量 主要问题 需要解决的问题1： 阻性读出阻性膜的选择? 阻性读出阻性材料工艺实现需要继续摸索 阻性条读出对于电荷扩散的影响 需要解决的问题2：GEM-MM条读出测量？ GEM预放大是否影响电荷扩散 读出条设计与标准GEM、MM的区别 需要解决的问题3：解决非流气室结构？ 在密闭气体下GEM-MM探测器的测量 更换气体的周期、、、 在同步辐射实现衍射测量 小结 分析了标准GEM与MIGAS探测器的优势与存在的主要问题 实现了两种打火抑制方案的研制 在实验室55Fe放射源下测量阻性MIGAS、标准MIGAS、GEM-MM探测器 在四种不同工作气体下，利用同步辐射不同能量的X射线测量了标准MIGAS、GEM-MM探测器 总结探测器面临的不足和下一步工作内容 已经实现的一维丝室探测器同步衍射结果 谢谢各位老师！ * * 报告人：祁辉荣 主要参与人员：范胜男 张余炼 王波 刘梅 代洪亮 欧阳群 张建 刘荣光 刘鹏 常广才 单 位：高能物理研究所 主要工作： 目标：以同步辐射探测需求为主要目标 结合MIGAS和GEM的优缺点 阻性读出方法 降低打火率实现应用需求 方案：阻性读出和预放大机制 主要研究内容： 分析MIGAS与GEM的优缺点 阻性读出方案 GEM预放大方案 55Fe放射源测量 同步辐射测量 工作时间： 2012年6月-2013年4月 优点： 结构简单，易于安装 好的位置分辨 可以级联实现高增益 高压易于调节 缺点： 单层增益较低 实现高增益的级联结构 最下层的增益8000 易损伤最下层GEM膜 标准级联的GEM探测器 优点： 结构简单 好的位置分辨 提高微网电压实现高增益 高压简单 标准Bulk工艺MIGAS探测器 缺点： 实现高增益需要调高电压 高压增高电场值升高 电场值升高局部区域电荷打火 损伤MIGAS及后续电子学 方案一：阻性读出方案 阻性电阻膜降低局部电荷积累 阻性释放电荷积累 方案二：预放大方案 结合标准GEM与MIGAS优点 电荷预放大方法 阻性条+读出条工艺 （ATLAS的Muon探测器升级中 已有四块100mm2探测器安装在探测点 实测最高计数率200k~300kHz/cm2） 阻性膜+读出条工艺 （ILC-TPC探测器上应用 该工艺关键选择合适的阻性材料 阻性材料的平整度有要求） 思路 硅、锗晶体直接镀在读出电极上 镀膜厚度1μm 读出条 微网 阻性层 电子向下运动 E 部分参数 介电常数εr=11.9(Si) 阻性层厚d=1um 体电阻率为 ρ=2*10^8Ω·cm Cluster截面积 S≈0.04mm2 体电阻R= ρd/S ≈50MΩ 时间常数τ= ρεrε0=200us 原理 阻性表面的电荷通过RC网络流走 时间常数τ=RC2 τ影响探测器计数率 电子漂移时间T τ；读出板信号主要来源于电子在气体里的运动 τ≈T时，感应电流为两部分信号的叠加 阻性MIGAS实物及原理图 阻性MIGAS与标准MIGAS增益比较 （影响很小） 阻性MIGAS与标准MIGAS能量分辨比较 （影响很小） 阻性MIGAS与标准MIGAS打火率比较 （结果显示：相对于标准MicroMegas探测器，在相同增益下，单晶锗阻性探测器 打火率能有效降低。） 结论 可有效降低打火 阻性结构对于信号和增益性能影响较小 GEM+Micromegas探测器原理图 GEM+Micromegas增益结果 GEM+Micromegas组装图 GEM+Micromegas能谱测量结果@55Fe GEM+Micromegas均有工作的电子谱 Micromegas仅工作的能谱 二者能谱的倍数差即GEM的放大倍数 GEM-MM与标准MIGAS增益比较 （可以显著提高增益） GEM-MM与标准MIGAS能量分辨比较 （影响较小） G