矽光電倍增器的雪崩倍增過程研究

矽光電倍增器的雪崩倍增過程研究

《矽光電倍增器的雪崩倍增過程研究》是依託華中科技大學,由D ASCENZO NICOLA擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

  • 中文名:矽光電倍增器的雪崩倍增過程研究
  • 項目類別:青年科學基金項目
  • 項目負責人:D ASCENZO NICOLA
  • 依託單位:華中科技大學
中文摘要,結題摘要,

中文摘要

矽光電倍增器(Silicon Photomultiplier,簡稱SiPM)是一種有潛力帶來光電探測行業巨大革新的新型半導體光電探測器件,其技術核心是蓋革模式雪崩倍增機制。但至今SiPM結構中雪崩倍增機制包括雪崩過程發生條件以及載流子在雪崩倍增條件下的碰撞、離化、傳播過程等關鍵科學問題還沒有被清晰的理解和解釋,這極大地阻礙了SiPM技術的發展。本課題基於磁氣動力學的巨觀參數差分格式方法,以光子在SiPM中的吸收及載流子碰撞離化的物理機制為研究對象,對SiPM的雪崩倍增過程進行深入研究。研究內容包括:光子在半導體材料中光電轉換率大小的影響因素、載流子在內部強電磁場中的離化機制和傳播形式,建立包含矽材料特性、光量子屬性、載流子運動過程的多因素複合模型。旨在揭示SiPM進行弱光探測的雪崩倍增過程的物理機制,為有效解決SiPM弱光探測效率低的難題和研製出新型的光電探測器SiPM奠定理論和技術基礎。

結題摘要

矽光電倍增器(Silicon Photomultiplier,簡稱SiPM)是一種有潛力帶來光電探測行業巨大革新的新型半導體光電探測器件,其技術核心是蓋革模式雪崩倍增機制。但至今SiPM結構中雪崩倍增機制包括雪崩過程發生條件以及載流子在雪崩倍增條件下的碰撞、離化、傳播過程等關鍵科學問題還沒有被清晰的理解和解釋,這極大地阻礙了SiPM技術的發展。本課題基於磁氣動力學的巨觀參數差分格式方法,以光子在SiPM中的吸收及載流子碰撞離化的物理機制為研究對象,對SiPM的雪崩倍增過程進行深入研究。研究內容包括:光子在半導體材料中光電轉換率大小的影響因素、載流子在內部強電磁場中的離化機制和傳播形式,建立包含矽材料特性、光量子屬性、載流子運動過程的多因素複合模型。旨在揭示SiPM進行弱光探測的雪崩倍增過程的物理機制,為有效解決SiPM弱光探測效率低的難題和研製出新型的光電探測器SiPM奠定理論和技術基礎。

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