Вышедшие номера
Home » Физика и техника полупроводников » Год 2024, выпуск 6 » Статья стр. 333
<<<
Физическое обоснование предела временного разрешения кремниевых планарных детекторов длиннопробежных тяжелых ионов
Еремин В.К.1, Фадеева Н.Н.1, Вербицкая E.М.1, Еремин И.В.1
1Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: elena.verbitskaya@ioffe.mail.ru
Поступила в редакцию: 6 мая 2024 г.
В окончательной редакции: 16 августа 2024 г.
Принята к печати: 26 августа 2024 г.
Выставление онлайн: 8 октября 2024 г.
PDF версия
Представлена модель истекания тока из плазмы трека длиннопробежного тяжелого иона, воздействующего на кремниевый p^+-n-n+-детектор. На ее основе получено аналитическое описание процесса и выполнена его численная симуляция. Результаты по пространственно-временной трансформации электрического поля и концентрации носителей в плазме Npl и форме токового сигнала показывают хорошее количественное соответствие данных расчета и симуляции. Время нарастания токового сигнала не лимитировано процессом истекания носителей из плазмы и контролируется временем создания трека в единицы пс, что определяет физический предел временного разрешения детектора при регистрации длиннопробежных ионов. Спад сигнала содержит две компоненты - быструю поляризационную, связанную с образованием слоев с высокой напряженностью электрического поля вблизи p+- и n^+-контактов, длительность которой уменьшается от 480 до 100 пс при увеличении Npl от 1· 1015 до 1·1017 см-3, и медленную релаксационную, обусловленную истощением электронно-дырочной плазмы в треке. Ключевые слова: кремниевый детектор, длиннопробежные ионы, поляризация, временное разрешение.
  1. P.A. Tove, W. Seibt. Nucl. Instrum. Meth. A, 51, 261 (1967)
  2. W. Seibt, K.E. Sundstrom, P.A. Tove. Nucl. Instrum. Meth. A, 113, 317 (1973)
  3. E.C. Finch. Nucl. Instrum. Meth. A, 113, 41 (1973)
  4. S. Aiello, A. Anzalone, M.G. Campisi, G. Cardella, Sl. Cavallaro, E. De Filippo, E. Geraci, M. Geraci, P. Guazzoni, M.C. Iacono Manno, G. Lanzalone, G. Lanzano, S. Lo Nigro, A. Pagano, M. Papa, S. Pirrone, G. Politi, F. Porto, F. Rizzo, S. Sambataro, M.L. Sperduto, C. Sutera, L. Zetta. Nucl. Instrum. Meth. A, 427, 510 (1999)
  5. Scientific program of the Super-FRS collaboration: report of the collaboration to the FAIR management, GSI Report 2014-4. https://repository.gsi.de/record/67533. DOI: 10.15120/GR-2014-4
  6. V. Eremin, O. Kiselev, N. Egorov, I. Eremin, Yu. Tuboltsev, E. Verbitskaya, A. Gorbatyuk. Nucl. Instrum. Meth. A, 796, 158 (2015). http://dx.doi.org/10.1016/j.nima.2015.05.022
  7. V. Eremin, A. Bezbakh, I. Eremin, N. Egorov, A. Fomichev, M. Golovkov, A. Gorshkov, A. Galkin, O. Kiselev, A. Knyazev, D. Kostyleva, S. Krupko, D. Mitina, R. Slepnev, P. Sharov, E. Verbitskaya. JINST 12, C03001 (2017). DOI: 10.1088/1748-0221/12/03/C03001
  8. D. Kostyleva, O. Kiselev, A. Bezbakh, V. Chudoba, V. Eremin, A. Fomichev, A. Gorshkov, S. Krupko, I. Mukha, I. Muzalevskii, C. Scheidenberger, P. Sharov. Acta Phys. Polonica B, 49 (3), 503 (2018). DOI: 10.5506/APhysPolB.49.503
  9. O.A. Kiselev, I. Mukha, C. Nociforo, A. Prochazka, F. Schirru, H. Simon, I. Eremin, V. Eremin, N. Fadeeva, E. Terukov, Yu. Tuboltsev, E. Verbitskaya, A.A. Bezbakh, A.S. Fomichev, M.S. Golovkov, A.V. Gorshkov, A.G. Knyazev, D.A. Kostyleva, S.A. Krupko, R.S. Slepnev, N. Egorov, S. Golubkov. Proc. Int. Symp. on Exotic Nuclei (EXON2014), p. 607 (2015). ISBN 978-981-4699-45-7
  10. J. Vesic, S. Saha, M. Gorska, P. Boutachkov, G. Benzoni, J. Gerl, H. Weick, J. Winfield, S. Pietri, C. Nociforo, N. Pietralla, G. Guastalla, M. Winkler, H. Geissel. Nucl. Instrum. Meth. A, 1047, 167714 (2023). DOI: 10.1016/j.nima.2022.167714
  11. T. Dickel, Ch. Hornung, D. Amanbayev, S.A. San Andres, S. Beck, J. Bergmann, H. Geissel, J. Gerl, M. Gorska, L. Grof, E. Haettner, J.-P. Hucka, D.A. Kostyleva, G. Kripko-Koncz, A. Mollaebrahimi, I. Mukha, S. Pietri, W.R. Plab, Z. Podolyak, S. Purushothaman, Jianwei Zhao. Nucl. Instrum. Meth. B, 541, 275 (2023). DOI: 10.1016/j.nimb.2023.05.018
  12. Л.В. Григоренко, Б.Ю. Шарков, А.С. Фомичев, А.Л. Барабанов, В. Барт, А.А. Безбах, С.Л. Богомолов, М.С. Головков, А.В. Горшков, С.Н. Дмитриев, В.К. Еремин, С.Н. Ершов, М.В. Жуков, И.В. Калагин, А.В. Карпов, Т. Катаяма, О.А. Киселев, А.А. Коршенинников, С.А. Крупко, Т.В. Кулевой, Ю.А. Литвинов, Е.В. Лычагин, И.П. Максимкин, И.Н. Мешков, И.Г. Муха, Е.Ю. Никольский, Ю.Л. Парфенова, В.В. Пархомчук, С.М. Полозов, М. Пфютцнер, С.И. Сидорчук, Х. Симон, Р.С. Слепнев, Г.М. Тер-Акопьян, Г.В. Трубников, В. Худоба, К. Шайденбергер, П.Г. Шаров, П.Ю. Шатунов, Ю.М. Шатунов, В.Н. Швецов, Н.Б. Шульгина, А.А. Юхимчук, С. Ярамышев УФН, 189, 721 (2019). DOI: https://doi.org/10.3367/UFNr.2018.07.03838
  13. C. Cazzaniga, M. Kastriotou, R.G. Alia, P. Fernandez-Martinez, V. Wyrwoll, T. Minniti, Ch.D. Frost. Nucl. Instrum. Methods A, 985, 164671 (2021). https://doi.org/10.1016/j.nima.2020.164671
  14. G. Filatov, A. Slivin, A. Agapov et al. In Proc. 13th Int. Particle Acc. Conf. IPAC2022 (Bangkok, Thailand, 12-17 June 2022), JACoW Publishing, p. 3096. DOI: 10.18429/JACoW-IPAC2022-THPOMS054
  15. N.N. Fadeeva, V. Eremin, E. Verbitskaya, I. Eremin, Yu. Vidimina. St. Petersburg Polytech. University. J. Phys. and Math., 16 (1.2), 295 (2023). https://doi.org/10.18721/JPM.161.245
  16. S.M. Sze, K.K. Ng. Physics of semiconductor devices. 3rd edn (J. Wiley \& Sons, Inc., Hoboken, N. J., 2007)

Учредители

Издатель

© 2024 Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук
Powered by webapplicationthemes.com - High quality HTML Theme