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T: Fachverband Teilchenphysik

T 17: Halbleiter 1

T 17.4: Vortrag

Montag, 24. März 2014, 11:45–12:00, P105

Vermessung und Simulation des Dynamikbereichs von SiPMs — •Tim Niggemann¹, Erik Dietz-Laursonn¹, Thomas Hebbeker¹, Andreas Künsken², Markus Lauscher¹ und Markus Merschmeyer¹ — ¹III. Physikalisches Institut A, RWTH Aachen University — ²III. Physikalisches Institut B, RWTH Aachen University

Silizium Photomultiplier (SiPMs) sind halbleiterbasierte Photodetektoren mit einer aktiven Fläche von wenigen Quadratmillimetern und höherer Photondetektionseffizienz (PDE) als konventionelle Photomultiplier-Röhren. Prototypen zeigen bereits über 65 % PDE. Zusätzlich zum thermischen Rauschen wird die Signalantwort von SiPMs durch korreliertes Rauschen (optisches Übersprechen und Nachpulsen) beeinflusst, weshalb eine exakte Vorhersage der Antwort nicht trivial ist.

Hierzu haben wir die in Geant4 integrierte SiPM Monte-Carlo-Simulation G4SiPM entwickelt. Grundlage der Simulation sind experimentell ermittelbare Kenngrößen des SiPMs (Geometrie, Rauschraten, etc.), wobei zwischen verschiedenen Arbeitspunkten, definiert durch Temperatur und Betriebsspannung, interpoliert werden kann.

Eine wichtige und bisher in der Literatur wenig behandelte Eigenschaft von SiPMs ist deren Dynamikbereich. Wir präsentieren eine Messung des Dynamikbereichs für ein SiPM-Modell für verschiedene Lichtintensitäten und Betriebspannungen im Vergleich zur Vorhersage der G4SiPM Simulation.