3mm角Sample測定 名古屋大学大学院理学研究科Ｎ研 山岡美緒.

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1 3mm角Sample測定 名古屋大学大学院理学研究科Ｎ研 山岡美緒

2 A-RICHでのＭＰＰＣ使用法 １光子検出可能なGainを持つ 高い検出効率
光検出器への要求 １光子検出可能なGainを持つ 高い検出効率 光学オプション（ライトガイド）との接続の為受光面が少なくとも2mm×2mmの大きさが必要

3 Sample ３ｍｍ １ｍｍ 今年３月に送っていただいたもの 今年１月に送っていただいたもの 名前 H-1mm H-3mm 受光面積
1.0x1.0mm 型番 s c No 9 MPPC c No 51 ピクセル数 400 3600

4 顕微鏡写真 H-１ｍｍ H-３ｍｍ 受光面に関して、3mmと1mmとはほぼ同じに見えている

5 恒温槽を用いて波形を見てみる 恒温槽 －３０℃～１００℃ 比較しやすくする為にー１５℃での波形を比較
恒温槽　－３０℃～１００℃ 比較しやすくする為にー１５℃での波形を比較 Over voltage 1.7Vに固定 20mv 10ns 50mv 10ns 波高、信号の長さが共に1mmと3mmでは異なっている

6 時定数を計算してみる 2つのSampleの時定数は大きく異なっている １ｍｍ t~8ns ３ｍｍ t~20ns
時定数τが求められる １ｍｍ t~8ns ３ｍｍ t~20ns 2つのSampleの時定数は大きく異なっている 質問１、 ２つとも同じ構造と伺っていますが何故？

7 MPPCの性能測定 セットアップ Set up TDC discri clock ADC div discri funout AMP
レーザー　　　 113倍 MPPC Atte AMP ＮＤフィルター　　　 Black box　　　 Vsource laser ・・・ λ=636nm ＡＭＰ・・・HPK speed amp (C5594) (36dB) TDC ・・・ 25ps/count ADC ・・・ 0.25pc/count

8 Noise rate vs Gain scan 高いバイアスではσが悪化する 常温測定 Noise rateは我々の指標
Vover 2.1V Vover 1.7V 高いバイアスではσが悪化する 　 σ　 9.55± ±0.37　 常温測定 0ver Voltage 1.7V V Noise rateは我々の指標 としている1MHzを大きくover 今のままでは、常温での使用は難しい １ＭＨｚ以下くらいになると非常に扱いやすく嬉しい

9 時間分解能 温度を下げると、ノイズの影響が減り、時間分解能がよくなる １ｍｍ角に比べ悪化している １Ｐｅの領域をＡＤＣでカットを入れたもの
H-1mm 23.4℃ ov 1.7 時間分解能 １Ｐｅの領域をＡＤＣでカットを入れたもの 3mm ２４℃　ov 1.85 3mm －２５℃ ov 1.7 温度を下げると、ノイズの影響が減り、時間分解能がよくなる １ｍｍ角に比べ悪化している

10 １．５Ｐｅ？！ 1pe、2pe、3peの間に小山が見られる。。。 オシロで波形をチェック 波形がgateに入りきれてない
左にシフトするだけでは？？ H-3mm Vover 1.7 T=-25 noise rate53kHz

11 Single mode アフターパルスが見られる。Gateの始まりから３０～４０ｎｓあたりに多くみられた。
Gateの幅を変えてscanしてみた

12 Gate scan アフターパルスの影響？ Gateを広げたdata takeではこの影響でS/Nが悪くなってしまう
90ns ns 50ns 30ns Gateの幅を広げると、埋もれて見えない。 Gateの幅を50~30にするとみえる。 Gateの幅を狭めると、小山はきえる アフターパルスの影響？ 20ns ns Gateを広げたdata takeではこの影響でS/Nが悪くなってしまう

13 PDE測定 set up setup A モノクロメーター 300nm<l<900nm ピンホール 光を受光面サイズに絞る
Light shield box A movable stage mono-chromater pin hole Ref. PD MPPC halogen lump filter setup モノクロメーター 300nm<l<900nm ピンホール 光を受光面サイズに絞る ＱＥのわかっているPDをreferenceとする ＰＤとＭＰＰＣの電流値を比較し絶対ＱＥを測定 フィルター  減光

14 ＰＤＥのBias scan ３ｍｍ角の方がややＰＤＥが大きい 形は良く似ている 温度変化の影響？
Ｈ－１ｍｍ Ｈ－３ｍｍ @400nm Ｈ－３ｍｍ ３ｍｍ角の方がややＰＤＥが大きい 形は良く似ている 温度変化の影響？ 　１０℃でＶbreakが約０．５Ｖ変化。今回の測定前後で最大１℃程度しかずれないのでその影響は小さいと思われる

15 PDE波長分布 1mm 3mm 1mmと3mmのoverVをなぜそろえなかったか？ Bias scanの結果から考えると
●Ｈ－１ｍｍ Ｈ－３ｍｍ 1mm over voltage 2.1Ｖmax 3mm over voltage 1.7V max 1mmと3mmのoverVをなぜそろえなかったか？ 3mmに2.1ＶをかけるとIが流れすぎる。 Bias scanの結果から考えると ２．１ＶのＰＤＥは１．４倍する そうすると、あまり１ｍｍと変わらない

16 まとめと質問 3mm角と1mm角Sampleについて波形の比較、ＰＤＥの比較を行った。 受光面には違いがないように見えた。
Biasの高い状態ではdark noiseの影響が非常に大きい ＰＤＥはやや3mm角の方が大きいように見えるが大きな違いは見られない 以前1mm角と3mm角では全く構造が同じであると伺いましたが、時定数を計算した場合、２つに違いがあるのですが、なぜでしょうか？ PDEが高いと思われる100umピッチの3mm角Sampleもぜひ測定させていただきいたい

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