【摘要】：硅漂移室探測器,基于側(cè)向耗盡原理,由E.Gatti和P.Rehak兩位科學(xué)家在1983年首先提出來的。首先只是把它作為二維位置靈敏的探測器提出的。后來,把它應(yīng)用到了高分辨X射線光譜學(xué)中,發(fā)現(xiàn)這種探測器的位置分辨力和能量靈敏度都非常高,因此,它逐漸的取代了傳統(tǒng)的Si-PIN類探測器,在X光譜儀中被廣泛的應(yīng)用,在航空航天、宇宙探索方面的應(yīng)用也越來越重要,取得的成就也越來越多。硅漂移室探測器,基于平面工藝技術(shù),由于只有一個(gè)陽極在探測器上表面的中心,而且陽極的面積可以非常小,整個(gè)探測器的靈敏區(qū)體積比較大,電容小,靈敏度高,能量分辨率好,還有二維位置分辨能力。因?yàn)橛羞@些特點(diǎn),自提出來以后,有許許多多的科學(xué)家投入到硅漂移室探測器的研究中去,后來硅漂移探測器主要形成了兩大分支:線性幾何形狀的硅漂移室探測器和圓形的硅漂移室探測器。這篇文章中所研究的應(yīng)用螺旋形分壓器的硅漂移室探測器屬于圓形的硅漂移室探測器。根據(jù)形狀的不同,應(yīng)用螺旋形分壓器的硅漂移室探測器可以分為四棱柱形的、六棱柱形的和圓柱形的。本文是以四棱柱形的應(yīng)用螺旋形分壓器的硅漂移室探測器為主要研究對象,借助半導(dǎo)體器件仿真軟件Sentaurus TCAD對它和傳統(tǒng)的螺旋型硅漂移室探測器進(jìn)行電學(xué)特性仿真,并對比了它們的電學(xué)特性,得出了在能夠保持較好的性能的基礎(chǔ)上還能解決傳統(tǒng)螺旋型硅漂移室不能做成大陣列的局限性問題。我們所做的是對應(yīng)用螺旋形分壓器的硅漂移室探測器進(jìn)行三維器件仿真。這樣的結(jié)構(gòu)在2014年才被提出了,主要是對它進(jìn)行理論研究,還沒有對它進(jìn)行三維仿真過,因此,我們做的工作是首次的。在這篇文章中,我們主要是仿真了它的電勢分布、電場分布以及電子濃度分布,通過這些電學(xué)特性可以知道該探測器在它的內(nèi)部會(huì)形成一條電子漂移軌道。應(yīng)用重離子入射模型,我們還動(dòng)態(tài)的看到了電子在探測器內(nèi)部的漂移情況。
[Abstract]:The silicon drift chamber detector, based on the principle of lateral depletion, was first proposed by two scientists, E.Gatti and P.Rehak, in 1983. First, it was proposed as a two-dimensional position sensitive detector. Later, it was applied to high resolution X-ray spectroscopy, and it was found that the position resolution and energy sensitivity of this kind of detector were very high. Therefore, it gradually replaced the traditional Si-PIN detector and was widely used in X-ray spectrometer. In aerospace, space exploration applications are becoming more and more important, and more achievements have been made. The silicon drift chamber detector, based on planar technology, because there is only one anode in the center of the upper surface of the detector, and the area of the anode can be very small, the sensitive region of the whole detector is relatively large, the capacitance is small, and the sensitivity is high. Good energy resolution, and two-dimensional position resolution. Because of these characteristics, since they were proposed, many scientists have been involved in the research of silicon drift chamber detectors. Then the silicon drift detector formed two main branches: the linear geometry silicon drift chamber detector and the circular silicon drift chamber detector. The silicon drift chamber detector with spiral voltage divider in this paper belongs to the circular silicon drift chamber detector. According to the shape, the silicon drift chamber detector with spiral voltage divider can be divided into four prisms, six prisms and cylinders. In this paper, a four-prism silicon drift chamber detector with spiral voltage divider is used as the main research object. The electrical characteristics of the detector and the traditional spiral silicon drift chamber detector are simulated by the semiconductor device simulation software Sentaurus TCAD. By comparing their electrical properties, it is concluded that the traditional spiral silicon drift chamber can not be made into a large array on the basis of good performance. What we do is to simulate the silicon drift chamber detector with spiral voltage divider. Such a structure was proposed in 2014, mainly for theoretical research, and has not been simulated in 3D, so our work is for the first time. In this paper, we mainly simulate its potential distribution, electric field distribution and electron concentration distribution. Through these electrical properties, we can know that the detector will form an electron drift orbit in its interior. Using the heavy ion incident model, we also dynamically see the electron drift inside the detector.
【學(xué)位授予單位】：湘潭大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN303

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