مقاله ملاحظات مربوط به وضوح زمانی دستگاه‌های سه‌بعدی تابش‌شده تک پیکسلی تا 1017 n_eqcm^2 در پرتوهای پایون SPS 120 GeV

چکیده

The proven radiation hardness of silicon 3D devices up to fluences of $1 {\times} 10^{17}$ $n_{eq}/cm^{2}$ makes them an excellent choice for next generation trackers, providing < 10 $μm$ position resolution at a high multiplicity environment. The anticipated pile-up increase at HL-LHC conditions and beyond, requires the addition of < 50 ps per hit timing information to successfully resolve displaced and primary vertices. In this study, the timing performance, uniformity and efficiency of neutron and proton irradiated single pixel 3D devices is discussed. Fluences up to $1 {\times} 10^{17}$ $n_{eq}/cm^{2}$ in three different geometrical implementations are evaluated using 120 GeV SPS pion beams. A MIMOSA-26 type telescope is used to provide detailed tracking information with a ~ 5 $μm$ position resolution. Productions with single- and double-sided processes, yielding active thicknesses of 130 and 230 $μm$ respectively, are examined with varied pixel sizes from $55 {\times} 55$ $μm^{2}$ to $25 {\times} 100$ $μm^{2}$ and a comparative study of field uniformity is presented with respect to electrode geometry. The question of electronics bandwidth is extensively addressed with respect to achievable time resolution, efficiency and collected charge, forming a 3D phase space to which an appropriate operating point can be selected depending on the application requirements.

چکیده به فارسی (ترجمه ماشینی)

سختی تابش اثبات شده دستگاههای 3D سیلیکون تا تعداد 1 $ {\ Times} 10^{17} $ n_ {eq}/cm^} $ آنها را به یک انتخاب عالی برای ردیاب های نسل بعدی تبدیل می کند ، و ارائه می دهد <10 $ میکرومتروضوح موقعیت $ در یک محیط تعدد بالا.افزایش شمع پیش بینی شده در شرایط HL-LHC و فراتر از آن ، نیاز به افزودن <50 ps در هر اطلاعات زمانبندی ضربه برای حل موفقیت آمیز راس های آواره شده و اولیه دارد.در این مطالعه ، عملکرد زمان ، یکنواختی و کارآیی دستگاههای سه بعدی پیکسل تابش شده نوترون و پروتون مورد بحث قرار گرفته است.FLOENCES حداکثر 1 {\ Times} 10^{17} $ $ n_ {eq}/cm^{2} $ در سه اجرای مختلف هندسی با استفاده از تیرهای پیشگام 120 GEV SPS ارزیابی می شود.از یک تلسکوپ از نوع MIMOSA-26 برای ارائه اطلاعات ردیابی دقیق با وضوح موقعیت 5 $ $ $ $ $ استفاده می شود.تولیدات با فرآیندهای تک و دو طرفه ، به ترتیب ضخامت فعال 130 و 230 $ μm $ ، با اندازه پیکسل متنوع از 55 $ {\ Times} 55 $ μm^{2} $ تا 25 $ \ Times} 100 بررسی می شوند.$ $ μm^{2} $ و یک مطالعه تطبیقی یکنواختی میدان با توجه به هندسه الکترود ارائه شده است.سوال پهنای باند الکترونیک با توجه به وضوح زمان قابل دستیابی ، کارآیی و بار جمع آوری شده ، به طور گسترده مورد بررسی قرار می گیرد و فضای فاز سه بعدی را تشکیل می دهد که بسته به نیاز برنامه ، می توان یک نقطه عملیاتی مناسب را انتخاب کرد. [sc name="paperTranslation2"][/sc]