1600pixel MPPCの中性子照射実験

1600pixel MPPCの
中性子照射実験
筑波大学素粒子実験研究室
修士課程２年
山崎秀樹
照射量
• １６００Pixel には次の量の中性子を照射した
– 照射量
3×104n/cm2
3×105n/cm2
3×106n/cm2
3×107n/cm2
照射時間 12分３０秒
12分３０秒
12分３０秒
12分３０秒
測定項目(照射前後)
Gain,NoiseRateの測定
今回はこちらを重点的に話します
I-V Curveの測定
After Pulse の測定
P.D.E(Photon Detection Efficiency)の変化量測定
10p.e相当の光量をあて、referenceとの相対光量
の比を算出することで、評価する
C(Capacitence)-V測定
Annealing
短時間で急激に放射線をあてるのと、実際の
実験での放射線損傷の影響は違うため、一
度回復させる必要がある
60度の恒温槽に80分放置し、その前後での
測定を行った
ADC Distribution
(3×104n/cm2 Vbias=78.5,ΔV=4.2~4.3)
radiation
(before)
radiation
(after)
annealing
(before)
annealing
(after)
ADC Distribution
(3×105n/cm2 Vbias=78.5,ΔV=4.2~4.3)
radiation
(before)
radiation
(after)
annealing
(before)
annealing
(after)
ADC Distribution
(3×106n/cm2 Vbias=78.5,ΔV=4.2~4.3)
radiation
(before)
radiation
(after)
annealing
(before)
annealing
(after)
ADC Distribution
(3×107n/cm2 Vbias=78.5,ΔV=4.2~4.3)
radiation
(before)
radiation
(after)
annealing
(before)
annealing
(after)
Gain
3×107n/cm2の中性子あてたSample
ではPhotonCountingは出来ない
↓ADC分布( Vbias=77.5)
3×106n/cm2
3×107n/cm2
照射量の増加に伴い、Gainが落ち
ている
Gain(照射前後)
3×104n/cm2
3×105n/cm2
3×106n/cm2
赤照射前
青照射後
照射後とアニーリング前でのGain
3×104n/cm2
青照射後
ピンクアニーリング前
3×105n/cm2
アニーリング前後でのGain
ピンクアニーリング前
黄緑アニーリング後
測定ごとでのCapacitanceの変化
radiation annealing annealing
(before) (after)
(after)
Current (A)
Leakage Current (I-V Curve)
Vbias = -70.0～-80.0
-3.50E-05
Gain
-3.00E-05
～30μA
1111
1110
-2.50E-05
1109
1108
-2.00E-05
～14μA
-1.50E-05
1111_before
1109_before
～4μA
-5.00E-06
Current (A)
1110_before
～7μA
-1.00E-05
-6.80E+01
0.00E+00
1112_reference
-7.00E+01
-7.20E+01
-7.40E+01
-7.60E+01
-7.80E+01
Vbias(V)
-1.60E-05
1111
1110
1109
1111_before
1110_before
1109_before
-1.40E-05
-1.20E-05
-1.00E-05
-8.00E-06
-6.00E-06
-4.00E-06
-2.00E-06
0.00E+00
0.00E+00
-8.00E+01
1.00E+00
2.00E+00
3.00E+00
4.00E+00
5.00E+00
6.00E+00
7.00E+00
Vbias(V)
1108_before
-8.20E+01
電流値によるバイアス電圧の補正
まとめと今後の予定
まとめ
 3×106n/cm2をあてたサンプルでは、バイアス電圧に
対して広い領域で、 3×107n/cm2 の照射量をあてたサ
ンプルでは全領域でPhotonCountingができなくなる
照射後測定から一日室温で保存して、およそ２週間後
測定すると、Capacitanceが上昇し、回復現象が見られる
意図的に恒温槽に放置し、測定すると劣化しているよう
にみえる
今後の予定
引き続き、解析作業を行う
Vbias補正後のGain plot
3×104n/cm2
3×106n/cm2
3×105n/cm2
照射前後でのCapacitance
照射量に従って、Capacitanceは減少している
Noise Rate
Noise Rate:
熱電子によって起こる
雪崩によるsignal
照射量によって1p.e Pulseに
相当するPulseは増加する
また、106 n/cm2以上の照射
量では計測不可能
3×106n/cm2 ADC Dictribution
76.5
77.5
77.7
77.9

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