Development of silicon sensors with high timing and position resolution
Publicly Offered Research
| Project Area | New expansion of particle physics of post-Higgs era by LHC revealing the vacuum and space-time structure |
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| Project/Area Number |
17H05407
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research on Innovative Areas (Research in a proposed research area)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Review Section |
Science and Engineering
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| Research Institution | Kyushu University |
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Principal Investigator |
末原 大幹 九州大学, 理学研究院, 助教 (20508387)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2019-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2018)
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| Budget Amount *help |
¥13,780,000 (Direct Cost: ¥10,600,000、Indirect Cost: ¥3,180,000)
Fiscal Year 2018: ¥7,280,000 (Direct Cost: ¥5,600,000、Indirect Cost: ¥1,680,000)
Fiscal Year 2017: ¥6,500,000 (Direct Cost: ¥5,000,000、Indirect Cost: ¥1,500,000)
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| Keywords | 半導体検出器 / 時間測定 / 位置測定 / ILC / LGAD / PSD / カロリメータ / 時間分解能 / 素粒子実験 / 国際リニアコライダー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、アバランシェゲインを持つシリコン半導体検出器LGAD(Low Gain Avalanche Detector)の開発を行うものである。LGADを用いることで、従来不可能だった10ピコ秒に迫る時間分解能と、PSD(Position Sensitive Detector)方式による高い位置分解能を持つ新しいシリコン検出器システムが実現し、LHC実験のアップグレードで必要なパイルアップ事象を時間情報により分解する手法が実行可能となるとともに、次世代電子陽電子加速器計画であるILC実験においては、飛行時間法による陽子・K粒子・π粒子の分離に加え、高い位置・時間分解能を生かした五次元カロリメトリーによる革新的な事象再構成が実現できる。
本研究では、浜松ホトニクス社と検討の上製作したLGADテストセンサーについて、ILCシリコン電磁カロリメータの読み出しASIC(特定用途向け集積回路)に対して時間分解能を向上させる改良を行ったSkiroc2-CMSというチップを用いた読み出しシステムを構築し、放射線源を用いてゲインや応答のばらつきなどの基本特性を測定した後、東北大学電子光理学研究センターにてビームテストを行い、複数のセンサーの同時読み出しにより時間分解能の測定を行った。得られた結果により、テストセンサーの放射線に対する電荷・時間応答を確認することができ、ILC実機で利用可能な仕様を持つプロトタイプ製作のための基盤が確立した。また、PSDについては様々なパラメータで製作したテストセンサーに対し放射線源等による評価を行い、パラメータに対する位置分解能の依存性を確認でき、大型センサー試作に向けた準備研究が完了した。
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| Research Progress Status |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成30年度が最終年度であるため、記入しない。
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Report
(2 results)
Research Products
(16 results)
