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受光面1×1[ mm 2 ] と1.4×1.4 [ mm 2 ] の MPPC の基礎特性測定

受光面1×1[ mm 2 ] と1.4×1.4 [ mm 2 ] の MPPC の基礎特性測定. 09/12/10 筑波大学４年　倉本綾佳. 目的. サイズ 1.4×1.4[mm] の MPPC が ILC で使用可能であると言える条件を満たしているかを調べる。 要求 Gain 少なくとも 10 5 Noise Rate が 0.5pe 相当の閾値で 1MHz 以下 ピクセル間の Crosstalk が少ないこと. Gain ①： Set Up. 25 ℃. Sample 1×1 [mm 2 ] （ pixel 数： 40×40 ） 　　　 10 コ

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受光面1×1[ mm 2 ] と1.4×1.4 [ mm 2 ] の MPPC の基礎特性測定

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  1. 受光面1×1[mm2]と1.4×1.4 [mm2]のMPPCの基礎特性測定 09/12/10 筑波大学４年　倉本綾佳

  2. 目的 • サイズ1.4×1.4[mm]のMPPCがILCで使用可能であると言える条件を満たしているかを調べる。 • 要求 • Gain 少なくとも105 • Noise Rateが0.5pe相当の閾値で1MHz以下 • ピクセル間のCrosstalkが少ないこと

  3. Gain①：Set Up 25℃ • Sample • 1×1 [mm2] （pixel数：40×40） 　　　10コ • No9161 , No9175 No9177 , No9178 No9229 , No9230 No9231 , No9232 No9233 , No9235 • 1.4×1.4[mm2] （pixel数：3136(1.96倍)）　　１コ • No6535

  4. Gain② pedestal • ADC distribution • MPPC 1p.e. d : ピーク間距離 s : ADC分解能(0.25pC/ADCcount) e : 素電荷(1.6021×10-19C) A : アンプ増倍率(63倍) 2p.e. d ( :over Voltage)

  5. Gain③ Count Sample 1.4×1.4（No6535） Sample 1×1 10コ Gain(105） Count Capacitance [fF] Count (25℃) V0 [V]

  6. Gain④ • どちらのサンプルもGainの要求値105を満たしている。 • 1×1と1.4×1.4のサンプルではGain・C・V0が近い値となっている。 サンプルのばらつきが見えている可能性あり。

  7. Noise①：Set Up • Sample • 1×1 [mm2] （pixel数：40×40） 10コ • No9161 , No9175 No9177 , No9178 No9229 , No9230 No9231 , No9232 No9233 , No9235 • 1.4×1.4[mm2] （pixel数：3136） １コ • No6535

  8. Noise② Noise Rate [Hz] Discri Threshold [mV] MPPCに光が入射しない状態で0.5pe以上の信号をNoiseとする。 Crosstalk Probability

  9. Noise③ 1.4×1.4（No6535） 1×1 Count Noise Rate [kHz] Count Crosstalk Probability [%] 2.24倍 1.05倍 (25℃)

  10. Noise④ • Noise Rateはどちらのサンプルでも、0.5pe相当の閾値で1MHz以下となっている。 • ピクセル数が変化すると、 • Noise Rateも変化する。（ピクセル数に依存） • Crosstalk Probabilityはほぼ一致する。 より多くのSampleが必要。

  11. 今後の課題 • Gain・Noiseの解析 • Response Curveの測定

  12. Back Up

  13. Gain_3gaussian@72.4[V] 1×1（No9161） 1.4×1.4（No6535） Vbias=72.4[V] (25℃)

  14. Gain 1×1（No9161） 1.4×1.4（No6535） (25℃)

  15. Gain Sample C V0 C[fF] V0[V] Sample Sample (25℃)

  16. Gain Gain Gain(105) Sample (25℃)

  17. Width 55ns CAMAC 1kHz Delay ADC Gate Analog In Gate Generator PC AMP×63 MPPC Thermostatic chamber LED driver LED Voltage source Clock Generator Voltage source

  18. Noise_ThresoldCurve@72.0[V] 1×1（No9161） 1.4×1.4（No6535） Vbias=72.0[V] (25℃)

  19. 1×1（No9161） 1.4×1.4（No6535） Noise_ThresoldCurve@72.4[V] Vbias=72.4[V] (25℃)

  20. Noise 1×1（No9161） 1.4×1.4（No6535） Pixel数　1.96倍 2.20倍 Over Voltage 3Vのとき 1.05倍 (25℃)

  21. Noise Crosstalk Probability Noise Rate Noise Rate [kHz] Crosstalk Probability [%] Sample Sample

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