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Accès ouvert déclaré 2025 article

Impact of proton irradiation on 4H-SiC Low Gain Avalanche Detectors (LGADs)

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Rattachement africain : us. Niveau de preuve : code pays fourni par la source.

Le résumé fourni par la source

Abstract Silicon carbide (SiC) particle detectors have the potential to provide time resolutions and robust performance in extreme environments which exceed that of silicon detectors. In this work 4H-SiC low gain avalanche detectors (LGADs) and complementary PiN diodes were irradiated with 2.5 GeV protons at fluences up to 3.33 × 10 14 p/cm 2 . The electrostatic performance of both irradiated and non-irradiated devices was evaluated using I-V and C-V measurements. Moreover, charge collection measurements using α particles were also conducted. SiC LGADs displayed a loss in rectification, high ON-state resistances >10 10 Ω-cm 2 , and the complete removal of gain when exposed to the highest proton fluence. Additionally, the reductions in capacitance and OFF-state current pointed to compensation of the gain layer as a gain reducing mechanism. The introduction of radiation-induced defects also hinders carrier acceleration, which reduces impact ionization and further gain reduction. LGADs exposed to a fluence of 1 × 10 14 p/cm 2 experienced a partial recovery in gain (originally having a value of ∼ 2) with a value of ∼ 1.65 when applying a bias of 500 V. Charge trapping was also seen in the reduction of charge collection efficiency (CCE) to ∼ 65% for the PiN diode. However, despite the reduction in device performance, the demonstration of a measurable signal after irradiation points to the potential of SiC LGAD detectors for future high energy physics applications.

Ce résumé expose les affirmations des auteurs. BNTIC ne l’interprète pas comme une validation indépendante des résultats.

Le contrôle bibliographique ouvert

DOI retrouvé dans Crossref DOI retrouvé ; titre concordant.

Titre Crossref
Impact of proton irradiation on 4H-SiC Low Gain Avalanche Detectors (LGADs)
Date Crossref
01/12/2025
Éditeur
IOP Publishing
Type
journal-article

Ce recoupement confirme des métadonnées liées au DOI. Il ne confirme ni la méthode ni les conclusions de l’étude, et il ne compte pas comme une seconde source scientifique indépendante.

Les institutions déclarées

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Les sujets associés

Silicon Carbide Semiconductor TechnologiesParticle Detector Development and PerformanceRadiation Effects in Electronics

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