Партнерка на США и Канаду по недвижимости, выплаты в крипто

  • 30% recurring commission
  • Выплаты в USDT
  • Вывод каждую неделю
  • Комиссия до 5 лет за каждого referral

П. Ж. БУЖАН, Б. А. ДОЛГОШЕИН, А. Л. ИЛЬИН,

В. А. КАНЦЕРОВ, В. А. КАПЛИН, А. И. КАРАКАШ,

Ф. Ф. КАЮМОВ1, С. Н. КЛЕМИН2, М. С. КУРГАНСКИЙ,

Е. В. ПОПОВА, Л. А. ФИЛАТОВ2

Московский инженерно-физический институт (государственный университет)

1Физический институт им. РАН, Москва

2 ГУП НПП «Пульсар»

КРЕМНИЕВЫЕ ФОТОУМНОЖИТЕЛИ –

ВНУТРЕННЯЯ ОПТИЧЕСКАЯ СВЯЗЬ

Одной из особенностей кремниевых фотоумножителей является оптическая связь между ячейками, для подавления этого эффекта предлагается изменение конструкции фотоприемников, позволяющие значительно улучшить их характеристики.

Кремниевые фотоумножители (Si-ФЭУ) представляют собой многоячеистые (~ 1000) лавинные фотодиоды, работающие в режиме гейгеровского ограничения развития лавины [1]. По своим параметрам они близки к параметрам вакуумных фотоумножителей, однако имеют существенно меньшие размеры, более удобное для работы напряжение питания (30-60 В) и, в перспективе, значительно более низкую стоимость. В настоящее время разработаны и используются в ряде работ Si-ФЭУ с размером чувствительной области 1-25 мм2. Продолжается работа по оптимизации параметров Si-ФЭУ. Одним из направлений этой работы является уменьшение эффекта оптической связи между ячейками.

Под понятием «оптическая связь» понимается следующее: при развитии электронно-дырочной лавины в полупроводнике образуются фотоны, которые распространяются в объеме фотоприемника и могут поглотиться и вызвать новую лавину в других, преимущественно соседних, ячейках Si-ФЭУ. Это приводит к дополнительной ошибке при амплитудных измерениях. Количество образующихся фотонов пропорционально числу электронов в лавине, т. е. пропорционально коэффициенту усиления в одной ячейке. Согласно работе [2] один фотон образуется на ≈ 105 электронов.

НЕ нашли? Не то? Что вы ищете?

Одним из направлений развития Si-ФЭУ является регистрация отдельных фотонов с высокой эффективностью. Наиболее эффективно это достигается при увеличении размеров ячеек, что приводит одновременно и к увеличению амплитуды импульсов, и к повышению эффективности регистрации фотонов. Однако увеличение коэффициента усиления приводит к появлению большего числа фотонов, т. е. к увеличению оптической связи.

Для уменьшения оптической связи были разработаны и изготовлены Si-ФЭУ по новой технологии. Исследование характеристик проводилось с помощью методов временного анализа на специально изготовленных структурах, содержащих по две ячейки. В качестве «стартового» сигнала использовался сигнал с одной из ячеек, для улучшения временного разрешения применялся формирователь со следящим порогом Canberra CFD 454. Сигнал «стоп» брался от второй ячейки (также через формирователь), временной интервал измерялся с помощью время-амплитудного преобразователя Canberra TAC/SCA 2145.

На рисунке представлены временные спектры интервалов между срабатыванием одной ячейки относительно другой для двух пар ячеек – применявшихся ранее без дополнительных мер защиты от оптической связи и новых, с оптической развязкой. Как видно из рисунка, оптическая связь уменьшается в десятки раз.

Список литературы

1. P. Buzhan, B. Dolgoshein, L. Filatov et al. Large area silicon photomultipliers: Perfomance and applications // Nucl. Instrum. And Meth. 2006. A567. Р.78-82.

2. Andrea L. Lacatia, Franco Zappa et al. On the Bremstrallung Origin of Hot-Carrier-Induced Photons in Silicon Devices // IEEE Transaction on Electron Devices. Vol.40, № 03, March 1993.