Microstrip Silicon Detector for Study of Ultra-Fast Processes at the Synchrotron Radiation Beam

V. M. Aulchenko; Аульченко В. М.; A. A. Glushak; Глушак А. А.; V. V. Zhulanov; Жуланов В. В.; A. N. Zhuravlev; Журавлев А. Н.; V. A. Kiselev; Киселев В. А.; V. N. Kudryavtsev; Кудрявцев В. Н.; P. A. Piminov; Пиминов П. А.; V. M. Titov; Титов В. М.; L. I. Shekhtman; Шехтман Л. И.

doi:10.31857/S1028096023120038

Микрополосковый кремниевый детектор для изучения быстропротекающих процессов на пучке синхротронного излучения

Авторы: Аульченко В.М.¹, Глушак А.А.¹^,2^,3, Жуланов В.В.¹, Журавлев А.Н.¹^,2, Киселев В.А.¹, Кудрявцев В.Н.¹^,4, Пиминов П.А.¹^,2, Титов В.М.¹, Шехтман Л.И.¹^,4^,3
Учреждения:
1. Институт ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН
2. Центр коллективного пользования “СКИФ” Института катализа им. Г.К. Борескова
3. Томский государственный университет
4. Новосибирский государственный университет
Выпуск: № 12 (2023)
Страницы: 46-53
Раздел: Статьи
URL: https://ogarev-online.ru/1028-0960/article/view/232215
DOI: https://doi.org/10.31857/S1028096023120038
EDN: https://elibrary.ru/AYRQNA
ID: 232215

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

В статье описано текущее состояние разработки прототипа детектора для изучения быстропротекающих процессов (DIMEX) основанного на кремниевом микрополосковом сенсоре. Кремниевый микрополосковый сенсор изготовлен из кремния n-типа с p-имплантами в форме полосок. На полоски по всей длине нанесены алюминиевые контакты с площадками для микросварки на концах. Сигналы с полосок считываются с помощью специально разработанной для этого проекта интегральной схемы DMXS6A, которая содержит шесть регистрирующих электронных каналов со схемой компенсации темнового тока на входе, четырьмя интеграторами, 32 ячейками аналоговой памяти и аналоговым сдвиговым регистром. Каждая полоска сенсора соединена с охранным кольцом через резистор 400 Ом и со входом канала регистрации через резистор 100 кОм. Такой резистивный делитель на входе канала регистрации позволяет адаптировать динамический диапазон интегратора микросхемы регистрации к полному диапазону изменения потока фотонов в канале вывода синхротронного излучения № 8 накопителя ВЭПП-4М, оснащенного девятиполюсным вигглером с полем 1.95 Тл в качестве источника синхротронного излучения. Измерения динамического диапазона прототипа DIMEX-Si показали, что максимальный поток, который может быть зарегистрирован в линейном режиме, превышает 10⁵ фотонов/канал от каждого сгустка электронов в накопителе. Также была продемонстрирована способность детектора регистрировать сигналы от сгустков, следующих через 55 нс в многосгустковом режиме, имитирующем работу строящегося в Новосибирской области источника синхротронного излучения поколения 4+ СКИФ, на котором планируется применять такой детектор.

Ключевые слова

быстропротекающие процессы, детонационные процессы, координатные детекторы, детекторы с временны́м разрешением, электронный канал регистрации, микрополосковый кремниевый детектор, специализированная интегральная схема, синхротронное излучение.

Список литературы

Tolochko B.P., Kosov A.V., Evdokov O.V., Zhogin I.L., Ten K.A., Pruuel E.R., Shekchtman L.I., Aulchenko V.M., Zhulanov V.V., Piminov P.F., Nazmov V.P., Zolotarev K.V., Kulipanov G.N. // Phys. Procedia. 2016. V. 84. P. 427. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2016.11.072
Piminov P.A., Baranov G.N., Bogomyagkov A.V., Berkaev D.E., Borin V.M., Dorokhov V.L., Karnaev S.E., Kiselev V.A., Levichev E.B., Meshkov O.I., Mishnev S.I., Nikitin S.A., Nikolaev I.B., Sinyatkin S.V., Vobly P.D., Zolotarev K.V., Zhuravlev A.N. // Phys. Procedia. 2016. V. 84. P. 19. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2016.11.005
Aulchenko V.M., Zhulanov V.V., Kulipanov G.N., Ten K.A., Tolochko B.P., Shekhtman L.I. // Physics-Uspekhi. 2018. V. 61. № 6. P. 515. https://www.doi.org/10.3367/UFNe.2018.01.038339
Aulchenko V., Papushev P., Ponomarev S., Shekhtman L., Zhulanov V. // J. Synchrotron Radiation. 2003. V. 10. № 5. P. 361. https://www.doi.org/10.1107/S0909049503009142
Aulchenko V., Evdokov O., Ponomarev S., Shekhtman L., Ten K., Tolochko B., Zhogin I., Zhulanov V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2003. V. 513. Iss. 1–2. P. 388. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2003.08.067
Aulchenko A., Zhulanov V., Shekhtman L., Tolochko B., Zhogin I., Evdokov O., Ten K. // Nuclear Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2005. V. 543. Iss. 1. P. 350. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2005.01.254
Aulchenko V.M., Evdokov O.V., Shekhtman L.I., Ten K.A., Tolochko B.P., Zhogin I.L., Zhulanov V.V. // J. Instrumentation. 2008. V. 3. № 5. P. P05005. https://www.doi.org/10.1088/1748-0221/3/05/P05005
Aulchenko V.M., Evdokov O.V., Shekhtman L.I., Ten K.A., Tolochko B.P., Zhogin I.L., Zhulanov V.V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2009. V. 603. Iss. 1–2. P. 73. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2008.12.163
Aulchenko V.M., Baru S.E., Evdokov O.V., Leonov V.V., Papushev P.A., Porosev V.V., Savinov G.A., Sharafutdinov M.R., Shekhtman L.I., Ten K.A., Titov V.M., Tolochko B.P., Vasiljev A.V., Zhogin I.L. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2010. V. 623. Iss. 1. P. 600. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2010.03.083
Ten K.A., Pruuel E.R., Merzhievsky L.A., Lukjanchikov L.A., Tolochko B.P., Zhogin I.L., Shekhtman L.I. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2009. V. 603. Iss. 1. P. 160. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2008.12.192
Titov V.M., Pruuél E.R., Ten K.A., Luk’yanchikov L.A., Merzhievskii L.A., Tolochko B.P., Zhulanov V.V., Shekhtman L.I. // Combustion, Explosion and Shock Waves. 2011. V. 47. № 6. P. 615. https://www.doi.org/10.1134/S0010508211060013
Pruuel E.R., Ten K.A., Tolochko B.P., Merzhievskii L.A., Luk’yanchikov L.A., Aul’chenko V.M., Zhulanov V.V., Shekhtman L.I., Titov V.M. // Doklady Physics. 2013. V. 58. № 1. P. 24. https://www.doi.org/10.1134/S1028335813010035
Ten K.A., Pruuel E.R., Kashkarov A.O., Rubtsov I.A., Antipov M.V., Georgievskaya A.B., Mikhailov A.L., Spirin I.A., Aulchenko V.M., Shekhtman L.I., Zhulanov V.V., Tolochko B.P. // Combustion, Explosion and Shock Waves. 2018. V. 54. № 5. P. 606. https://www.doi.org/10.1134/S0010508218050143
Shekhtmana L.I., Aulchenko V.M., Kudryavtsev V.N., Kutovenko V.D., Titov V.M., Zhulanova V.V., Pruuel E.L., Ten K.A., Tolochko B.P. // Phys. Procedia. 2016. V. 84. P. 189. https://www.doi.org/10.1016/j.phpro.2016.11.033
Aulchenko V., Pruuel E., Shekhtman L., Ten K., Tolochko B., Zhulanov V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2017. V. 845. P. 169. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2016.05.096
Shekhtman L.I., Aulchenko V.M., Zhulanov V.V., Kudashkin D.V. // Bull. RAS: Phys. 2019. V. 83. № 2. P. 220. https://www.doi.org/10.3103/S1062873819020254
Shekhtman L., Aulchenko V., Kudryavtsev V., Kutovenko V., Titov V., Zhulanov V. // AIP Conf. Proc. 2020. V. 2299. Iss. 1. P. 050004. https://www.doi.org/10.1063/5.0030393
Shekhtman L., Aulchenko V., Kudashkin D., Kudryavtsev V., Pruuel E., Ten K., Tolochko B., Zhulanov V. // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. A. 2020. V. 958. P. 162655. https://www.doi.org/10.1016/j.nima.2019.162655
Aulchenko V.M., Shekhtman L.I., Zhulanov V.V. // Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing. 2020. V. 56. P. 81. https://www.doi.org/10.3103/S8756699020010112