RU200205U1 - Газовый электронный умножитель колодезного типа - Google Patents
Газовый электронный умножитель колодезного типа Download PDFInfo
- Publication number
- RU200205U1 RU200205U1 RU2020123313U RU2020123313U RU200205U1 RU 200205 U1 RU200205 U1 RU 200205U1 RU 2020123313 U RU2020123313 U RU 2020123313U RU 2020123313 U RU2020123313 U RU 2020123313U RU 200205 U1 RU200205 U1 RU 200205U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- holes
- gem
- board
- electrode
- metal
- Prior art date
Links
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 21
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000011888 foil Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 230000005865 ionizing radiation Effects 0.000 abstract description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 abstract description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 239000010408 film Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 229920003223 poly(pyromellitimide-1,4-diphenyl ether) Polymers 0.000 description 5
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 239000011152 fibreglass Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 4
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 4
- 238000003892 spreading Methods 0.000 description 4
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 3
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 3
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 3
- 238000013461 design Methods 0.000 description 3
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 3
- 239000010437 gem Substances 0.000 description 3
- 230000006698 induction Effects 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- MYWUZJCMWCOHBA-VIFPVBQESA-N methamphetamine Chemical compound CN[C@@H](C)CC1=CC=CC=C1 MYWUZJCMWCOHBA-VIFPVBQESA-N 0.000 description 3
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- 239000005022 packaging material Substances 0.000 description 2
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 2
- 229920004936 Lavsan® Polymers 0.000 description 1
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 238000004026 adhesive bonding Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000007707 calorimetry Methods 0.000 description 1
- JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N carbonyl sulfide Chemical compound O=C=S JJWKPURADFRFRB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 239000011889 copper foil Substances 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005553 drilling Methods 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 229920002313 fluoropolymer Polymers 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003071 parasitic effect Effects 0.000 description 1
- 238000000206 photolithography Methods 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- -1 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 238000012552 review Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 238000012216 screening Methods 0.000 description 1
- 230000011218 segmentation Effects 0.000 description 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/18—Measuring radiation intensity with counting-tube arrangements, e.g. with Geiger counters
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к устройствам для детектирования заряженных частиц и ионизирующих излучений. Газовый электронный умножитель (ГЭУ) колодезного типа содержит первый электрод, выполненный на первой плате из одностороннего фольгированного диэлектрика со сквозными отверстиями; резистивный второй электрод из алмазоподобного углерода (АПУ), нанесенный в виде сплошной пленки на металлическую поверхность-подложку, окружающую отверстия и размещенную на дополнительной плате, на которой размещены также считывающие элементы; причем платы объединены в одну многослойную плату таким образом, что резистивный слой является дном отверстий, а считывающие элементы, выполненные с шагом отверстий, расположены напротив отверстий. Металлическая поверхность-подложка окружает каждое отверстие, при этом металл с поверхности-подложки удален соосно отверстиям ГЭУ, а отверстия ГЭУ выполнены в гексагональной геометрии. Технический результат - повышение быстродействия устройства. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Полезная модель (ПМ) относится к устройствам для детектирования заряженных частиц и ионизирующих излучений и может применяться во многих областях экспериментальной физики и прикладных исследованиях. Газовый электронный умножитель (ГЭУ, англ. аббревиатура GEM - Gas Electron Multiplier) является ключевым элементом газоразрядных детекторов, предназначенных для регистрации заряженных частиц и других ионизирующих излучений. Умножение сигнала происходит в результате лавинного умножения электронов в отверстиях. П редложенный ГЭУ колодезного типа может применяться в исключительно жестких радиационных условиях в калориметрах, а также в мюонных камерах большой площади, вытесняя другие микроструктурные детекторы. Кроме того, на базе предложенного ГЭУ могут создаваться детекторы тепловых и холодных нейтронов, рентгеновские и фотонные детекторы.
Типичный детектор на основе ГЭУ содержит три узла: катод с катодным (рабочим или дрейфовым) зазором, усилительный элемент - один ГЭУ или каскад ГЭУ с анодным (индукционным) зазором. Первичные электроны, дрейфуют в рабочем зазоре к отверстиям ГЭУ, в отверстиях ускоряются под действием электрического поля до энергии, при которой происходит лавинная ионизация. На выход поступает заряд, пропорциональный первичному, достаточно усиленный для его регистрации. Для регистрации координат имеется множество методов и схем, например, на считывающем электроде создаются стрипы (металлические полоски) или пэды (металлические площадки), подключенные к усилителям, номер которых дает искомые координаты заряда.
Впервые ГЭУ был описан в работе [1] (Sauli. Е, GEM: a new concept for electron amplification in gas // Nuclear Instruments and Methods, A 386 (1997), p.531) и патенте [2] (Sauli E, Radiation detector of very high performance // US 006011265 A). Конструктивно этот ГЭУ выполнен на полиимидной пленке (каптоне) толщиной 50 микрон, покрытой с двух сторон медной фольгой, в которой проделано множество сквозных отверстий диаметром 50-70 мкм с шагом 140 мкм и размещенных в гексагональной геометрии. Газовые электронные умножители этой конструкции получили название "тонких", они изготавливаются методом фотолитографии и химического травления как металла, так и каптона.
Достоинством GEM является его высокое быстродействие, до 108 Гц/см2.
Недостатком является значительная электрическая емкость между обкладками образованного электродами конденсатора. При площади детектора 100 см2 и толщине пленки 50 микрон межэлектродная электрическая емкость составляет 8000 пФ. Запасенная таким конденсатором энергия - 1 мДж при напряжении 500 В - является предельно допустимой. В случае пробоя (а пробой вызывают сильноионизирующие частицы-ядра, образующиеся в газе из конструкции под воздействием космического излучения) эта энергия выделяется в искровом канале в отверстии в виде тепла, возможен значительный нагрев пленки, плавление электродов и выход прибора из строя.
Известны "толстые" ГЭУ (англ. аббревиатура THGEM - thick GEM), выполненные на двухстороннем фольгированном стеклотекстолите по технологии производства печатных плат с толщиной диэлектрика в 10 раз большей, чем у тонких ГЭУ [3] (Breskin A., et al. А concise review on THGEM detectors // Nucl. Instrum. Meth. A 598 (2009), 107). Преимуществом толстых ГЭУ является простота проектирования и относительно низкая стоимость изготовления по технологии печатных плат. Однако накопленная электрическая энергия на образованном электродами конденсаторе не меньше чем в тонких ГЭУ, т.к. с увеличением толщины уменьшается емкость, но увеличивается рабочее напряжение, а энергия пропорциональна квадрату напряжения. Накопленная на межэлектродной емкости электрическая энергия в случае пробоя может вывести прибор из строя.
Другим недостатком "толстых" ГЭУ является низкое быстродействие. Ионный хвост уширяет импульсы до ~ 1 мкс, вызван дрейфом ионов в отверстии, длина которого в 10 раз больше, чем у тонкого ГЭУ.
Известны ГЭУ колодезного1 (Впервые ГЭУ колодезного типа предложен в работе: Bellazzini R., et al. The WELL detector. Nucl. Instr. and Meth. A423, 1999, P. 125-134. Предложенный в этой работе детектор с металлическими электродами является ненадежным, как GEM, требуется сегментация электродов) типа (англ. well), у которых отверстия глухие - колодезного типа [4] (Arazi L., et al. Beam Studies of the Segmented Resistive WELL: a Potential Thin Sampling Element for Digital Hadron Calorimetry // arXiv: 1305.158, Nucl. Instr. and Methods A 732, 2013, p. 199). Цитируемый прибор, изготовленный сквозной сверловкой платы из одностороннего стеклотекстолита толщиной 0.4 мм, где фольга является первым электродом ГЭУ, диаметр отверстий 0.5 мм, как в толстом ГЭУ, с ободками 0.1 мм вокруг отверстий с размещением отверстий в квадратной геометрии с шагом 0.96 мм. Функцию анода выполняет резистивный электрод в виде тонкой пленки из смеси графита и эпоксидной смолы с поверхностным сопротивлением 10-20 МОм/ квадрат, которая нанесена на отдельную плату из стеклотекстолита толщиной 0.1 мм. Резистивный слой нанесен сверху на медную печатную решетку в виде клетки с размером ячейки 1 см2, внутри которой находится 81 отверстие ГЭУ, и которая одновременно используется для подачи напряжения на резистивный слой. Составляющие конструкцию платы объединены склеиванием в одну многослойную плату таким образом, что резистивный слой является дном отверстий, проводники решетки размещены между отверстиями, а считывающие пэды - напротив отверстий ГЭУ. Выбор материала для резистивного электрода - ключевая проблема. Здесь используемый материал деградирует под воздействием электрических разрядов и радиации, т.к. содержит органику.
Недостатком детектора является низкое быстродействие ~105 Гц/см2, обусловленное большим временем стекания заряда с резистивного электрода на проводящую решетку, т.е. на расстояние до половины шага решетки 1 см, что составляет несколько микросекунд.
Прототипом заявляемой ПМ является ГЭУ колодезного типа [5] (Кащук А.П. и др. Газовый электронный умножитель (ГЭУ) колодезного типа. Патент РФ на полезную модель 198153). Прибор содержит первый электрод, выполненный на плате из одностороннего фольгированного диэлектрика со сквозными отверстиями; второй электрод из алмазоподобного углерода (АПУ), нанесенный в виде сплошной пленки на печатную решетку дополнительной платы, на которой также размещены считывающие элементы; причем платы объединены в одну многослойную плату таким образом, что резистивный слой является дном отверстий, проводники печатной решетки окружают группу отверстий ГЭУ, а считывающие элементы, выполненные с шагом отверстий, расположены напротив отверстий.
Прибор надежный благодаря АПУ, но быстродействие ограничивает время стекания электронов с резистивной поверхности на металлическую решетку, окружающую группу отверстий ГЭУ.
Техническим эффектом ПМ является повышение быстродействия.
Технический эффект достигается тем, что в известном ГЭУ колодезного типа, содержащем первый электрод, выполненный на первой плате из одностороннего фольгированного диэлектрика со сквозными отверстиями; резистивный второй электрод из алмазоподобного углерода (АПУ), нанесенный в виде сплошной пленки на металлическую поверхность-подложку, окружающую группу отверстий и размещенную на дополнительной плате, на которой размещены также считывающие элементы; причем платы объединены в одну многослойную плату таким образом, что резистивный слой является дном отверстий, а считывающие элементы, выполненные с шагом отверстий, расположены напротив отверстий, новым является то, что металлическая поверхность, являющаяся подложкой АПУ, окружает каждое отверстие, при этом металл с поверхности-подложки, на которую нанесен АПУ, удален соосно отверстиям ГЭУ больше диаметра отверстий, например, на 100 мкм, отверстия ГЭУ выполнены в гексагональной геометрии, а поверхностное сопротивление резистивного слоя АПУ составляет не менее 25 МОм/квадрат при шаге отверстий ГЭУ 500 мкм, диаметре 200 мкм, толщине первой платы, например, 500 мкм.
Числовые значения параметров выбраны оптимальными с минимизацией потерь амплитуды сигнала на считывающем электроде из-за эффекта экранирования, что может возникнуть при слишком быстром стекании заряда с резистивной поверхности. При слишком медленном стекании заряда (при большом значении сопротивления резистивного слоя АПУ) также падает быстродействие даже при минимальном радиусе стекания, соответствующем половине шага отверстий, поскольку уширяется импульс, задача имеет оптимум.
Предложенный ГЭУ колодезного типа можно выполнить на одностороннем фольгированном стеклотекстолите или каптоне толщиной, например, 500 микрон с отверстиями диаметром 200 микрон, расположенными в гексагональной геометрии с шагом между отверстиями, например, 500 микрон. Вторая плата с металлической поверхностью для стекания заряда с одной стороны платы, и считывающими элементами (пэды/пиксели2 (Для двухкоординатного считывания при помощи известного технического решения в виде взаимно ортогональных стрипов X, Y вторая плата может быть гибкой многослойной печатной платой, в одном слое которой размещены Х-стрипы, в следующем - Y, объединенные препрегом (для наведения одинакового заряда Y-стрипы выполняются шире Х-стрипов)) - с другой может быть гибкой печатной платой, выполненной на каптоне, например, с толщиной3 (Типичные толщины в промышленной технологии производства гибких печатных плат) 25-50 микрон.
Предложенное техническое решение ГЭУ в практическом исполнении представлено на фиг. 1, где 1 - первый электрод, выполненный на плате из одностороннего фольгированного диэлектрика4 (Материалом может быть стеклотекстолит, полиимидная пленка (каптон), лавсан, фторопласт, полиэтилен и даже стекло или керамика) со сквозными отверстиями 2; резистивный слой 3, выполняющий роль второго электрода ГЭУ, нанесенный сверху на металлическую поверхность дополнительной платы с удаленным металлом в местах отверстий; 4 - подложка металлической поверхности 5 дополнительной платы; 6 - элемент считывающего электрода, выполненного, например, в виде пэда/пикселя.
Как отмечалось выше, радиус стекания заряда является наименьшим при окружении каждого отверстия металлической поверхностью, выполненной по печатной технологии, на которую нанесен АПУ. Известно, что при гексагональной геометрии расположения отверстий ГЭУ достигается наилучшая эффективность собирания первичного заряда в отверстия.
На фиг. 2 приведено решение телеграфного уравнения, показывающее изменение плотности заряда электронов ρ(t, r) на резистивной поверхности для одинакового интервала времени (t=5 нс, отсчитываемого от момента образования заряда), но разных RC - постоянных времени резистивного слоя, как функции длины радиус-вектора r, отсчитываемого от центра отверстия ГЭУ. Очевидно, что для увеличения быстродействия ГЭУ необходимо укорочение импульса на считывающем электроде, что достигается увеличением скорости стекания заряда с резистивной поверхности, что, в свою очередь определяется поверхностным сопротивлением резистивного слоя и радиусом стекания заряда на землю. Очевидно радиус стекания минимальный (предельный), если равняется половине шага между отверстиями ГЭУ. Но при выборе другого параметра - поверхностного сопротивления, важно не допускать слишком быстрого стекания заряда с резистивной поверхности, которая может привести к потере амплитуды сигнала на считывающем электроде (эффект экранирования). Легко представить, что при замене резистивного слоя металлическим заряд будет стекать мгновенно, не передаваясь на выход - максимальный эффект экранирования. С другой стороны, при слишком медленном стекании снижается быстродействие из-за того, что импульсы становятся широкими.
На фиг. 3 приведена упрощенная, эквивалентная схема предлагаемого ГЭУ колодезного типа, показывающая токи в цепи электродов и поясняющая функционирование устройства. Благодаря резистивному электроду 3 (общему для электродов 1, 2 и 3) погонная емкость С0 есть "локальная" емкость окрестности одного отверстия: C0=C/N, где С - емкость между электродами 1 и 2, N - число отверстий. Для указанных выше величин С0≈0.01 пФ, причем независимо от размеров площади ГЭУ, в то же время суммарная емкость С может составлять тысячи пФ в зависимости от площади ГЭУ Аналогично определяются погонные емкости для электродов 2 и 3 - Cm и Сх, соответственно. Поверхностное сопротивление АПУ зависит от толщины слоя и равно R=25 МОм/квадрат для толщины 120 нм, а для 40 нм - R=500 МОм/квадрат. Погонная постоянная времени RC резистивной поверхности определяется умножением R на соответствующую погонную емкость резистивного электрода - является элементом конструкции.
Время полного стекания заряда Т определяют радиус r=s/2 и скорость ν, последняя определяется5 (W. Riegler. Electric fields, weighting fields, signals and charge diffusion in detectors including resistive materials //2016 JINST 11 P11002) как ν=1/(2∈0⋅R):
где ∈0=8.85⋅10-12 Ф/м - электрическая постоянная, R - поверхностное сопротивление резистивного слоя, s - шаг отверстий ГЭУ.
При R=25 МОм/квадрат для s=0.5 мм получим Т=110 нс, что соответствует быстродействию порядка 107 Гц/см2 - выше чем в известных аналогах. Поверхностное сопротивление пленки АПУ определяется в Омах на квадрат и не зависит от размеров квадрата. Измерения показывают, что АПУ толщиной 120 нм, нанесенный в вакууме дуговым способом, обеспечивает R=25 МОм/квадрат. При уменьшении R в 10 раз до 2.5 МОм/квадрат (толщина АПУ 180 нм - зависимость сопротивления от толщины нелинейная) соответственно ускоряется отекание заряда в 10 раз. Но при этом RC уменьшается в 10 раз и при RC=1 мкс (при том же шаге s) заряд растекается слишком быстро, см. фиг. 2. Видно, что значительная часть заряда может "уйти" не на считывающий электрод 6, а на проводящую поверхность 5 - проявляется эффект экранирования. При увеличении R в 10 раз до 250 МОм/квадрат (толщина АПУ 60 нм) получим Т=1.1 мкс, что соответствует быстродействию порядка 1 МГц/см2 - падает быстродействие. Для получения максимального быстродействия при минимальной потере амплитуды необходим оптимальный выбор R для данного s, и в предложенном техническом решении R=25 МОм/квадрат.
Предложенное устройство ГЭУ колодезного типа работает следующим образом. Предположим, что на первый электрод 1 подан нулевой потенциал (V=0), а на второй электрод 3 - потенциал +V, причем такой, что в отверстиях 2 возникает электрическое поле достаточно большое для ускорения электронов до энергии, вызывающей лавинную ионизацию атомов рабочего газа с рождением новых электрон-ионных пар. В этом случае при попадании в отверстие одного электрона возникает лавинный процесс умножения электронов в отверстии. При длине свободного пробега электрона в несколько микрон на глубине колодца может образоваться достаточно большой вторичный заряд, определяемый газовым усилением. Коэффициент газового усиления в ГЭУ колодезного типа есть отношение вторичного заряда к первичному. Подчеркнем, что в колодезном ГЭУ нет потерь вторичного заряда, присущего GEM и THGEM с индукционным зазором, соответственно, в 2-3 раза больший сигнал наводится на стрипах. Две компоненты заряда - электронная и ионная разделяются полем, электронный заряд Q "садится" на резистивный слой 3 - на дно колодца, а ионный дрейфует в обратном направлении к электроду 1. Растекающийся вдоль поверхности резистивного слоя 3 заряд электронов Q наводит импульсы отрицательной полярности на считывающем электроде. Как видно из фиг. 2, заряд растекается не мгновенно, имеется промежуток времени ~5 нс, достаточный для индукции заряда Q (пока плотность его еще достаточно большая) с резистивной поверхности 3 на электрод 6.
Импульс отрицательной полярности относительно уровня +V наводится и на электроде 5, а на электроде 1 - импульс положительной полярности относительно базового уровня V=0. В соответствии с законом Кирхгофа для токов, циркулирующих в контурах, суммарный сигнал от наведенных зарядов на электродах равняется нулю, см. фиг. З. Рассмотрим токи, которые появляются в цепях электродов при регистрации заряда Q: I(t) - в канале отверстия ГЭУ, Il(t) - в цепи первого электрода, Ix(t) - в цепи считывающего электрода. Если пренебречь токами в паразитных емкостях С0 и Cm, обозначенных пунктирной линией, то I(t)=Il(t)=-Ix(t). Емкость CD на фиг. 3 - динамическая входная емкость зарядо-чувствительного усилителя (ЗЧУ), интегрирующего ток в заряд, причем CD>>C0, CD>>Cm и CD>>Cx. При этом полярность Il(t) положительная, a Ix(t) - отрицательная при одинаковой форме импульсов, соответственно импульсы напряжения противоположной полярности появляются на выходах ЗЧУ. Падение напряжения на электроде 5 восстанавливается зарядом от источника напряжения +V через резистор RV. По форме импульсы содержат быструю составляющую в виде δ-импульса (заряд меньше чем за 1 не появился на резистивном слое 3) и две медленных, обусловленных растеканием электронов по резистивной поверхности до границ решетки 5, а также дрейфом в отверстии положительных ионов.
Чем более широкополосный усилитель, тем больше амплитуда быстрой электронной компоненты относительно медленной - ионной, т.к. заряды равные (в газе рождается одинаковое число первичных электрон-ионных пар), как следствие, - равные площади импульсов. Электронная компонента от растекающегося заряда добавляется к ионной компоненте, что уширяет импульс на уровне порога дискриминатора и увеличивает мертвое время канала регистрации. Заметим, что медленная электронная компонента от растекания электронов по резистивной поверхности доминирует в считываемом сигнале и превосходит по амплитуде ионную компоненту, а при длинном пути стекания заряда и большом R доминирует, может превосходить ионную компоненту по амплитуде и длительности. Все это следует учитывать при оптимизации конструкции.
Литература
1. Sauli. К, GEM: a new concept for electron amplification in gas // Nucl. Instr. and Meth., A 386 (1997), P. 531.
2. Sauli E, Radiation detector of very high performance // US 006011265 A.
3. Breskin A., et al. A concise review on THGEM detectors // Nucl. Instrum. and Meth. A 598 (2009). P. 107.
5. Arazi L., et al. Beam Studies of the Segmented Resistive WELL: a Potential Thin Sampling Element for Digital Hadron Calorimetry // arXiv:1305.1585v1, Nucl. Instr. and Methods A 732 (2013) 199-202.
5. Кащук А.П. и др. Газовый электронный умножитель колодезного типа // Патент РФ на полезную модель 198153. - прототип.
Claims (3)
1. Газовый электронный умножитель (ГЭУ) колодезного типа, содержащий первый электрод, выполненный на первой плате из одностороннего фольгированного диэлектрика со сквозными отверстиями; резистивный второй электрод из алмазоподобного углерода (АПУ), нанесенный в виде сплошной пленки на металлическую поверхность-подложку, окружающую отверстия и размещенную на дополнительной плате, на которой размещены также считывающие элементы; причем платы объединены в одну многослойную плату таким образом, что резистивный слой является дном отверстий, а считывающие элементы, выполненные с шагом отверстий, расположены напротив отверстий, отличающийся тем, что металлическая поверхность-подложка окружает каждое отверстие, при этом металл с поверхности-подложки удален соосно отверстиям ГЭУ, а отверстия ГЭУ выполнены в гексагональной геометрии.
2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что металл с поверхности-подложки удален на величину больше диаметра отверстий ГЭУ, например, на 100 мкм.
3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что при толщине первой платы 500 мкм, шаге и диаметре отверстий ГЭУ, например, 500 мкм и 200 мкм, соответственно, поверхностное сопротивление резистивного слоя АПУ выбирается, например, 25 МОм/квадрат.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020123313U RU200205U1 (ru) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | Газовый электронный умножитель колодезного типа |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2020123313U RU200205U1 (ru) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | Газовый электронный умножитель колодезного типа |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU200205U1 true RU200205U1 (ru) | 2020-10-13 |
Family
ID=72882726
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2020123313U RU200205U1 (ru) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | Газовый электронный умножитель колодезного типа |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU200205U1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU208297U1 (ru) * | 2021-08-04 | 2021-12-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ) | Проволочный газонаполненный электронный умножитель |
| US20230341570A1 (en) * | 2020-02-06 | 2023-10-26 | INFN-Istituto Nazionale di Fisica Nucleare | Plate electrode with modulable surface resistivity and detectors based thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU135424U1 (ru) * | 2013-07-18 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова" (ФГБУ "ПИЯФ") | Детектор заряженных частиц |
| US20160047919A1 (en) * | 2013-03-28 | 2016-02-18 | Atomic Energy Of Canada Limited / Energie Atomique Du Canada Limitee | Radiation detection apparatus |
| RU167812U1 (ru) * | 2016-05-24 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова" (ФГБУ "ПИЯФ") | Многослойный газовый электронный умножитель |
| RU194689U1 (ru) * | 2019-09-06 | 2019-12-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" | Двухкоординатный детектор тепловых и холодных нейтронов с газовым конвертором 3Не2 |
-
2020
- 2020-07-08 RU RU2020123313U patent/RU200205U1/ru active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20160047919A1 (en) * | 2013-03-28 | 2016-02-18 | Atomic Energy Of Canada Limited / Energie Atomique Du Canada Limitee | Radiation detection apparatus |
| RU135424U1 (ru) * | 2013-07-18 | 2013-12-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова" (ФГБУ "ПИЯФ") | Детектор заряженных частиц |
| RU167812U1 (ru) * | 2016-05-24 | 2017-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова" (ФГБУ "ПИЯФ") | Многослойный газовый электронный умножитель |
| RU194689U1 (ru) * | 2019-09-06 | 2019-12-19 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" | Двухкоординатный детектор тепловых и холодных нейтронов с газовым конвертором 3Не2 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230341570A1 (en) * | 2020-02-06 | 2023-10-26 | INFN-Istituto Nazionale di Fisica Nucleare | Plate electrode with modulable surface resistivity and detectors based thereof |
| US12072457B2 (en) * | 2020-02-06 | 2024-08-27 | INFN—Istituto Nazionale di Fisica Nucleare | Plate electrode with modulable surface resistivity and detectors based thereof |
| RU208297U1 (ru) * | 2021-08-04 | 2021-12-13 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Петербургский институт ядерной физики им. Б.П. Константинова Национального исследовательского центра "Курчатовский институт" (НИЦ "Курчатовский институт" - ПИЯФ) | Проволочный газонаполненный электронный умножитель |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Giomataris et al. | MICROMEGAS: a high-granularity position-sensitive gaseous detector for high particle-flux environments | |
| Sauli | GEM: A new concept for electron amplification in gas detectors | |
| Bartol et al. | The CAT pixel proportional gas counter detector | |
| CN103930800B (zh) | 用于雪崩粒子检测器的检测器读取接口 | |
| Badertscher et al. | First operation of a double phase LAr Large Electron Multiplier Time Projection Chamber with a 2D projective readout anode | |
| US8853643B2 (en) | Protected readout electrode assembly | |
| Bellazzini et al. | The micro-groove detector | |
| Rubin et al. | First studies with the Resistive-Plate WELL gaseous multiplier | |
| RU200205U1 (ru) | Газовый электронный умножитель колодезного типа | |
| Bernet et al. | The 40× 40cm2 gaseous microstrip detector Micromegas for the high-luminosity COMPASS experiment at CERN | |
| Bondar et al. | Two-phase Cryogenic Avalanche Detectors with THGEM and hybrid THGEM/GEM multipliers operated in Ar and Ar+ N2 | |
| Oed | Micro pattern structures for gas detectors | |
| RU200541U1 (ru) | Газовый электронный умножитель колодезного типа | |
| RU167812U1 (ru) | Многослойный газовый электронный умножитель | |
| Hoch | Trends and new developments in gaseous detectors | |
| de Olivera et al. | First performance evaluation of a Multi-layer Thick Gaseous Electron Multiplier with in-built electrode meshes—MM-THGEM | |
| Hashemi et al. | A new method for alpha particle detection use of Electron multiplier assembly (EMA) in SQS mode | |
| Ziegler et al. | A triple GEM detector with two-dimensional readout | |
| RU198153U1 (ru) | Газовый электронный умножитель колодезного типа | |
| RU194967U1 (ru) | Двухкоординатный детектор тепловых и холодных нейтронов на бинарной смеси 3He2/CF4 | |
| RU135425U1 (ru) | Газовый электронный умножитель | |
| US6340819B1 (en) | Readout structure and technique for electron cloud avalanche detectors | |
| Tessarotto | Status and perspectives of gaseous photon detectors | |
| Cho et al. | GEM: Performance and aging tests | |
| RU135424U1 (ru) | Детектор заряженных частиц |