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II-B Proton detection using a diode
研究利用二极管探测质子,分析电压降与电子空穴对生成的关系。
0.1µm depletion thickness, 2.5 fF Cpar
质子探测二极管电子空穴对电压降蒙特卡洛模拟
▸创新点1:利用二极管探测质子,提出了一种基于半导体二极管的质子探测方法,通过分析质子与二极管耗尽区相互作用产生的电子空穴对(EHPs),实现了质子能量的检测。
▸创新点2:分析电子空穴对生成与电压降关系,建立了电子空穴对数量与电压降之间的数学模型,通过公式Vdrop = qe×EHP/Cpar,实现了对质子探测信号的定量分析。
▸创新点3:采用蒙特卡洛模拟验证性能,通过蒙特卡洛方法模拟了质子探测的均值和标准差,验证了探测系统的可靠性和精度,为实际应用提供了理论支持。
▸创新点4:设计二极管阵列以扩大探测面积,通过优化二极管阵列的填充因子,最大化探测面积,提高了质子探测的效率和灵敏度。
Abstract
Expected voltage drop at the diode sensing node
assuming 0.1µm depletion thickness and 2.5 fF Cpar. The
LET data are retrieved from the NIST Pstar table [24]. (b)
PW sensing diagram.
B. Proton detection using a diode
When a proton interacts with a semiconductor diode, some
of the energy deposited in the depletion region of the diode
generates electron-hole pairs (EHPs). The average number of
EHPs generated in a silicon diode is
EHP = LET×tdep×qu
sinθp× 1.12 eV , (3)
where LET is dEdep/dx,tdep is