The Signal-to-Noise Ratio of a Silicon Tracking System Module for the BM@N Experiment

D. V. Dementev; Дементьев Д. В.; M. O. Shitenkov; Шитенков М. О.; V. V. Leontyev; Леонтьев В. В.; N. V. Sukhov; Сухов Н. В.; A. D. Sheremetev; Шереметьев А. Д.; Yu. A.  Murin; Мурин Ю. А.

doi:10.31857/S0032816223010111

СООТНОШЕНИЕ СИГНАЛ/ШУМ МОДУЛЯ КРЕМНИЕВОЙ ТРЕКОВОЙ СИСТЕМЫ ЭКСПЕРИМЕНТА BM@N

Авторы: Дементьев Д.В.¹, Шитенков М.О.¹, Леонтьев В.В.¹^,2, Сухов Н.В.¹, Шереметьев А.Д.¹, Мурин Ю.А.¹
Учреждения:
1. Объединенный институт ядерных исследований, Лаборатория физики высоких энергий им. В.И. Векслера и А.М. Балдина
2. НИИ ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова
Выпуск: № 1 (2023)
Страницы: 23-32
Раздел: ТЕХНИКА ЯДЕРНОГО ЭКСПЕРИМЕНТА
URL: https://journals.rcsi.science/0032-8162/article/view/138269
DOI: https://doi.org/10.31857/S0032816223010111
EDN: https://elibrary.ru/JSRETI
ID: 138269

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация

Модуль с двусторонним микростриповым кремниевым сенсором является базовым элементом кремниевой трековой системы (КТС) эксперимента BM@N. Основным параметром для трековой системы физического эксперимента в области физики высоких энергий является соотношение сигнал/шум, которое определяется комплексным влиянием параметров детектора и считывающей электроники. В статье представлена аналитическая модель различных источников шума, а также рассматриваются параметры, определяющие эффективность сбора заряда с детектора. Приведены результаты измерений шума для различных конфигураций модуля, различающихся размером сенсора и длиной сигнального кабеля, соединяющего стрипы сенсора с входными цепями считывающей электроники. Приводятся результаты измерений сигнала от β-источника ¹⁰⁶Ru. Показано, что соотношение сигнал/шум для модулей КТС составляет не ниже 18.

Список литературы

Senger P., Dementev D., Heuser J., Kapishin M., Lavrik E., Murin Y., Maksymchuk A., Schmidt H.R., Schmidt C., Senger A., Zinchenko A. // Particles. 2019. V. 2. P. 481. https://doi.org/10.3390/particles2040029
Vasiliev S.E., Galavanov A.V., Kapishin M.N., Karjavine V.Yu., Kulish E.M., Lenivenko V.V., Makankin A.M., Maksymchuk A.I., Piyadin S.M., Khabarov S.V. // Phys. Part. Nuclei Lett. 2019. V. 16. P. 859. https://doi.org/10.1134/S1547477119060542
Dementev D., Elsha V., Murin Y., Sheremetev A., Shitenkow M., Sukhov N., Baranov A., Kharlamov P., Merkin M., Lavrik E., Senger A., Senger P. // Phys. Part. Nuclei. 2022. V. 53. № 2. P. 197. https://doi.org/10.1134/S1063779622020265
CBM Collaboration. Ablyazimov T. et al. // Eur. Phys. J. 2017. V. 53. P. 60. https://doi.org/10.1140/epja/i2017-12248-y
Sheremetiev A., Dementev D., Elsha V., Kolozhvari A., Murin Y., Shitenkov M., Sukhov N. // Phys. Part. Nuclei. 2022. V. 53. № 2. P. 377. https://doi.org/10.1134/S1063779622020745
Kasinski K., Rodriguez-Rodriguez A., Lehnert J., Zubrzycka W., Szczygiel R., Otfinowski P., Kleczek R., Schmidt C.J. // Nucl. Instr. and Meth. A. 2018. V. 908. P. 225. https://doi.org/10.1016/j.nima.2018.08.076
Shitenkov M., Dementev D., Voronin A., Kovalev I., Kudryashov I., Kurganov A., Murin Yu. // Phys. Part. Nuclei. 2021. V. 52. P. 826. https://doi.org/10.1134/S1063779621040559
Panasenko I., Schmidt H.R., Lavrik E., Simons C., Schmid C.J. Microcable quality assurance: capacitance measurements. CBM Progress Report 2016. 03 2017. http://repository.gsi.de/record/201318
Spieler H. Semiconductor Detector Systems. Semiconductor Science and Technology. V. 12. Oxford University Press, 2005. P. 34.
Zubrzycka W., Kasinski K. “Noise considerations for the STS/MUCH readout ASIC”. CBM STS-XYTER 2.1 and SPADIC 2.2 Submission Review. https://indico.gsi.de/event/5976/
Rodríguez Rodríguez A. PhD thesis, Johann Wolfgang Goethe-Universität Frankfurt am Main, Frankfurt am Main, 2020
Lutz G. Semiconductor Radiation Detectors. Berlin, Heidelberg: Springer-Verlag, 2007. https://doi.org/10.1007/978-3-540-71679-2
Spieler H. Semiconductor Detector Systems. Semiconductor Science and Technology. V. 12. Oxford University Press, 2005. P. 17.
https://www.sciencedirect.com/topics/medicine-and-dentistry/ruthenium-106
rd RD48 STATUS REPORT. CERN LHCC 2000-009. LEB Status Report/RD48. 31 December 1999. https://rd48.web.cern.ch/status-reports/RD48-3rd-status-report.pdf