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高密度外延电阻淬灭硅光电倍增器研究
被引量:
1
1
作者
贾建权
江加丽
+4 位作者
李佰成
王瑞恒
梁琨
杨茹
韩德俊
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第4期68-74,共7页
针对表面淬灭电阻技术引起死区面积较大,以及高光子探测效率与大动态范围不能同时满足的矛盾,应用外延电阻淬灭技术,采用与雪崩光电二极管微单元相连的衬底外延层硅材料制作了淬灭电阻.研制成功的外延电阻淬灭硅光电倍增器的有源区面积...
针对表面淬灭电阻技术引起死区面积较大,以及高光子探测效率与大动态范围不能同时满足的矛盾,应用外延电阻淬灭技术,采用与雪崩光电二极管微单元相连的衬底外延层硅材料制作了淬灭电阻.研制成功的外延电阻淬灭硅光电倍增器的有源区面积为1×1mm^2,微单元尺寸为7μm,微单元密度高达21 488个/mm^2,测试结果表明:漏电流为10量级,反向击穿电压为24.5V,过偏压为2.5V时,增益达1.4×10~5,室温下暗计数率约为600kHz/mm^2,串话率低于10%,说明该器件具有良好的光子计数特性.该高密度硅光电倍增器测量的动态范围是1.8×10~4个/mm,光子探测效率为16%(@λ_(peak)=480nm),恢复时间为8.5ns,单光子分辨能力较高,并且在液氮温度环境能够探测光子,这对于拓展硅光电倍增器在极低温度条件下的应用,比如暗物质测量实验方面具有潜力.
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关键词
光子探测器
硅光电倍增器
外延电阻淬灭
动态范围
光子探测效率
下载PDF
职称材料
大动态范围外延电阻淬灭型硅光电倍增器
被引量:
6
2
作者
刘红敏
龙金燕
+4 位作者
代雷
张鑫淦
梁琨
杨茹
韩德俊
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期535-541,共7页
外延电阻淬灭型硅光电倍增器(EQR SiPM)的特点是利用硅衬底外延层来制作器件淬灭电阻。为了进一步提高大动态范围EQR SiPM的光子探测效率,并且解决填充因子较低和增益较小等问题,在前期研究工作的基础上研制出微单元尺寸分别为15μm和7...
外延电阻淬灭型硅光电倍增器(EQR SiPM)的特点是利用硅衬底外延层来制作器件淬灭电阻。为了进一步提高大动态范围EQR SiPM的光子探测效率,并且解决填充因子较低和增益较小等问题,在前期研究工作的基础上研制出微单元尺寸分别为15μm和7μm的EQR SiPM,有源区面积均是1 mm×1 mm。通过改变EQR SiPM的微单元尺寸优化填充因子,有效提高了探测效率与增益;其微单元密度分别是4400个/mm 2和23200个/mm 2,依然保持着较大的动态范围。室温条件下(20℃),工作在5 V过偏压的EQR SiPM至少可分辨13个光电子;15μm和7μm EQR SiPM的增益分别为5.1×105和1.1×105,在400 nm波长下的峰值光探测效率分别达到40%和34%。
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关键词
硅光电倍增器
外延
淬
灭
电阻
单光子
高探测效率
高增益
大动态范围
下载PDF
职称材料
外延电阻淬灭型硅光电倍增器的最新研究进展
3
作者
张琳
谢港
+4 位作者
刘宇霄
张慧霞
梁琨
杨茹
韩德俊
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第7期339-345,共7页
北京师范大学新器件实验室(NDL)一直致力于研制结构紧凑、工艺相对简单的外延电阻淬灭型硅光电倍增器(silicon photomultiplier with epitaxial quenching resistor,EQR SiPM)。近期为了满足硅光电倍增器(silicon photomultiplier,SiPM...
北京师范大学新器件实验室(NDL)一直致力于研制结构紧凑、工艺相对简单的外延电阻淬灭型硅光电倍增器(silicon photomultiplier with epitaxial quenching resistor,EQR SiPM)。近期为了满足硅光电倍增器(silicon photomultiplier,SiPM)在核医学成像方面的需要,NDL通过优化器件设计和制作工艺,成功研制出微单元尺寸为15μm、有效面积为9 mm~2的EQR SiPM。相较以往同类型器件,实现了器件暗计数率(dark count rate,DCR)的进一步降低同时保持了较高的光子探测效率(photon detection efficiency,PDE),在环境温度为20℃、过偏压为7 V时,DCR的典型值为226 kHz/mm~2、峰值PDE为46%。另外,为了进一步提升EQR SiPM的动态范围,NDL还研制出微单元尺寸为6μm、有效面积为9 mm~2、微单元数目为244720的EQR SiPM,在环境温度为20℃、过偏压为7 V时,DCR的典型值为240 kHz/mm~2、峰值PDE为28%,其较大的动态范围特别适合高能宇宙射线的测量、强子量能器等应用。
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关键词
硅光电倍增器
外延
淬
灭
电阻
光子探测效率
暗计数率
动态范围
下载PDF
职称材料
题名
高密度外延电阻淬灭硅光电倍增器研究
被引量:
1
1
作者
贾建权
江加丽
李佰成
王瑞恒
梁琨
杨茹
韩德俊
机构
北京师范大学核科学与技术学院新器件实验室
北京市辐射中心
出处
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017年第4期68-74,共7页
基金
国家自然科学基金(No.61534005)
中央高校基本科研业务费专项资金(No.2014KJJCB05)资助~~
文摘
针对表面淬灭电阻技术引起死区面积较大,以及高光子探测效率与大动态范围不能同时满足的矛盾,应用外延电阻淬灭技术,采用与雪崩光电二极管微单元相连的衬底外延层硅材料制作了淬灭电阻.研制成功的外延电阻淬灭硅光电倍增器的有源区面积为1×1mm^2,微单元尺寸为7μm,微单元密度高达21 488个/mm^2,测试结果表明:漏电流为10量级,反向击穿电压为24.5V,过偏压为2.5V时,增益达1.4×10~5,室温下暗计数率约为600kHz/mm^2,串话率低于10%,说明该器件具有良好的光子计数特性.该高密度硅光电倍增器测量的动态范围是1.8×10~4个/mm,光子探测效率为16%(@λ_(peak)=480nm),恢复时间为8.5ns,单光子分辨能力较高,并且在液氮温度环境能够探测光子,这对于拓展硅光电倍增器在极低温度条件下的应用,比如暗物质测量实验方面具有潜力.
关键词
光子探测器
硅光电倍增器
外延电阻淬灭
动态范围
光子探测效率
Keywords
Photon detector
Silicon photomultiplier
Epitaxial quenching resistance
Dynamic range
Photon detection efficiency
分类号
TN36 [电子电信—物理电子学]
下载PDF
职称材料
题名
大动态范围外延电阻淬灭型硅光电倍增器
被引量:
6
2
作者
刘红敏
龙金燕
代雷
张鑫淦
梁琨
杨茹
韩德俊
机构
北京师范大学核科学与技术学院新器件实验室
集成光电子学国家重点实验室
出处
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020年第3期535-541,共7页
基金
国家自然科学基金资助项目(No.11875089,No.61534005)
集成光电子学国家重点实验室开放课题(No.IOSKL2019KF14)。
文摘
外延电阻淬灭型硅光电倍增器(EQR SiPM)的特点是利用硅衬底外延层来制作器件淬灭电阻。为了进一步提高大动态范围EQR SiPM的光子探测效率,并且解决填充因子较低和增益较小等问题,在前期研究工作的基础上研制出微单元尺寸分别为15μm和7μm的EQR SiPM,有源区面积均是1 mm×1 mm。通过改变EQR SiPM的微单元尺寸优化填充因子,有效提高了探测效率与增益;其微单元密度分别是4400个/mm 2和23200个/mm 2,依然保持着较大的动态范围。室温条件下(20℃),工作在5 V过偏压的EQR SiPM至少可分辨13个光电子;15μm和7μm EQR SiPM的增益分别为5.1×105和1.1×105,在400 nm波长下的峰值光探测效率分别达到40%和34%。
关键词
硅光电倍增器
外延
淬
灭
电阻
单光子
高探测效率
高增益
大动态范围
Keywords
Silicon Photomultiplier(SiPM)
Epitaxial Quenching Resistance(EQR)
single photon detection
high detection efficiency
high gain
large dynamic range
分类号
TN152 [电子电信—物理电子学]
下载PDF
职称材料
题名
外延电阻淬灭型硅光电倍增器的最新研究进展
3
作者
张琳
谢港
刘宇霄
张慧霞
梁琨
杨茹
韩德俊
机构
北京师范大学核科学与技术学院新器件实验室
出处
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022年第7期339-345,共7页
基金
国家重点研发计划(2020YFC01220001)。
文摘
北京师范大学新器件实验室(NDL)一直致力于研制结构紧凑、工艺相对简单的外延电阻淬灭型硅光电倍增器(silicon photomultiplier with epitaxial quenching resistor,EQR SiPM)。近期为了满足硅光电倍增器(silicon photomultiplier,SiPM)在核医学成像方面的需要,NDL通过优化器件设计和制作工艺,成功研制出微单元尺寸为15μm、有效面积为9 mm~2的EQR SiPM。相较以往同类型器件,实现了器件暗计数率(dark count rate,DCR)的进一步降低同时保持了较高的光子探测效率(photon detection efficiency,PDE),在环境温度为20℃、过偏压为7 V时,DCR的典型值为226 kHz/mm~2、峰值PDE为46%。另外,为了进一步提升EQR SiPM的动态范围,NDL还研制出微单元尺寸为6μm、有效面积为9 mm~2、微单元数目为244720的EQR SiPM,在环境温度为20℃、过偏压为7 V时,DCR的典型值为240 kHz/mm~2、峰值PDE为28%,其较大的动态范围特别适合高能宇宙射线的测量、强子量能器等应用。
关键词
硅光电倍增器
外延
淬
灭
电阻
光子探测效率
暗计数率
动态范围
Keywords
silicon photomultiplier
epitaxial quenching resistor
photon detection efficiency
dark count rate
dynamic range
分类号
O469 [理学—凝聚态物理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
高密度外延电阻淬灭硅光电倍增器研究
贾建权
江加丽
李佰成
王瑞恒
梁琨
杨茹
韩德俊
《光子学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2017
1
下载PDF
职称材料
2
大动态范围外延电阻淬灭型硅光电倍增器
刘红敏
龙金燕
代雷
张鑫淦
梁琨
杨茹
韩德俊
《光学精密工程》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2020
6
下载PDF
职称材料
3
外延电阻淬灭型硅光电倍增器的最新研究进展
张琳
谢港
刘宇霄
张慧霞
梁琨
杨茹
韩德俊
《红外与激光工程》
EI
CSCD
北大核心
2022
0
下载PDF
职称材料
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