足付きGEM／GEM付きmicromegas 佐賀大学 大学院工学系研究科物理学専攻 １年 青座 篤史 Good point of GEM Good point of micromegas •Easy to handle •Gain is large •Danger of damaging RO electronics is a little. •Diffusion at the gas amplification is small Weak point of GEM Weak point of micromegas •Gain is small Multi-layer structure •discharge •Diffusion at the gas amplification is large •The frame is necessary The frame becomes a dead space. Damage to RO electronics. GEM+micromegas（足付きGEM） GEM+micromegas •Structure to combine GEM with micromegas gas amplification area amplification area The amplification area is kept away from the reading part. •Gain is large •The danger of the electrical discharge is reduced. •The frame is unnecessary. micromegas Micromegas 50μｍ Pad •Operation test in air There were a lot of electrical discharges in a low potential difference(250V～280V）. Result of electric field calculation by Maxwell3D •It is a high electric field in the place where the insulator is near Pad. •The insulator should be vertical to Pad. micromegas The same method as saclay group 15μm 200μｍ 50μｍ 足の形を円柱にしたメッシュのmicromegasをテスト setup Gas：P10：95％、C4H10：5％ Fe55 （5.9keV） Pad ED：100[V/cm] 天板 Pad •3.01cmピッチ（Pad間隔100μｍ） Operation test of micromegas(mesh） P10：95％、C4H10：5％で440Vまで印加でき、動作する事は確認できた。 GEM+micromegas（足付きGEM） 足付きGEM（サイエナジー社製）試作品 10ｃｍ×10ｃｍ 足の大きさ 200μｍ 50μｍ Operation test Setup Gas：P-10（Ar 90%、CH4 10%） Pad 55Fe ３[ｃｍ] 6mm Ed：100[V/cm] ΔVGEM＝250[V] Pad~GEM：250[V] 0.1mm 1.17mm Operation test １ It measures it by using six Pad. ２ ３ ４ Operation test Setup Pad Gas：P-10（Ar 90%、CH4 10%） 55Fe ３[ｃｍ] 1.5cm 1.5cm Ed：100[V/cm] ΔVGEM＝ 320[V] Pad~GEM：190～240[V] 1mm 55Fe Pad～GEM：190V Pad～GEM：220V Pad～GEM：200V Pad～GEM：230V Pad～GEM：210V Pad～GEM：240V The mixture ratio of the gas was changed. Ar：CH4=80：20 Ar：CH4=40：60 Ar：CH4=70：30 Ar：CH4=30：70 Ar：CH4=95：5 Ar：CH4=90：10 Ar：CH4=60：40 Ar：CH4=50：50 Ar：CH4=20：80 Ar：CH4=0：100 Ed：100[V/cm] ΔVGEM＝320[V] Pad~GEM：210[V] Gas：P-10（Ar 90%、CH4 10%） もう1枚の足付きGEM これまでの測定で使っていた足付きGEM resolution：0.13 resolution：0.10 •Result of measurement 動作することは確認できたが、再現性がない。 Summary •Gain is large was able to be confirmed. •no reproducibility. 詳しくはまだ解っていないが、足付きGEMはmicromegasに比べて構造が厚いため 足付きGEMをフラットにするには静電力が十分ではないようで、空気中で印加した 様子では、読み出しPadに張り付いてフラットになっているようには見えなかった。 今後、この問題を改善したい。 Question concerning Garfield ION FEEDBACK electron ion Feedback losses Avalanche GEM GATE 電子を通すときとは逆の電位差にして イオンをここで止める。 GATE ion Question concerning Garfield electron Q2/Q1ができるだけ1に近くなる セットアップ（ΔVGEM、hole、GAS） を調べる Ｑ1 GATE Ｑ2 •Garfieldで電子をモンテカルロドリフト させてQ2/Q1を評価する。 Question concerning Garfield •step size Interval when position of electron is updated Step size is specified by the number of collisions and length. step •If the steps are too large, the method is inaccurate. •The calculations are stopped if the number of step reaches the maximum number of steps allowed 1000 •It reaches the maximum number of steps before the particle reaches the electrode if the step size is too small. collection efficiency extraction efficiency Question concerning Garfield •Number of collisions collection efficiency extraction efficiency •length collection efficiency extraction efficiency GAS EFFECT Measurement by Sauli P-5 Ar‐CO２ 70-30 simulation HOLE DIAMETER EFFECT Measurement by Sauli φ100μm φ70μm simulation
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