GEM を用いた MPGD

GEM を用いた MPGD

2005 年 10 月 14 日内田智久　 KEK 測定器開発室

村上武、仲吉一男、関本美智子、田中真伸、池野正弘、氏家宣彦、宇野彰二（ KEK)

中野英一（大阪市大）杉山晃（佐賀大）

Outline

GEM応用今後の予定

GEM foil

50 μm

5 μm

140 μm

φ = 70μm

5 μm

CuPolyimide

10cm

10cm

Scienergy Co., Ltd. 製

GEM detector

GEM1

GEM2

GEM3

55Fe (5.9 keV X-ray)

Readout pads

Drift plane

Drift

Transfer-1

Transfer-2

Induction R

R

R

R

R

R

HV

HV

Triple GEM detector

Test chamber

Drift plane

GEM

Gas HV

Pre-amp.

Pulse shape and spectrum

Readout pad からの信号

GEM foil からの信号

20ns

240mV

ED=0.5kV/cmΔVGEM=325VET=1.6kV/cmEI=3.3kV/cm

Sigma/Mean 8.8%≒

55Fe (5.9 keV X-ray)

2

0

1

0

)(

)(

t

t

t

tdtIdtIIdtQ

EQI

EvQI

III

II

III.)(constvQI

II

PCB

GEM Foil

Gain (ΔVGEM)104

103

102

ArCO2 (70:30)P10

ED ～ 0.5kV/cmET ～ 1.8kV/cmEI ～ 3.6kV/cm

ED=0.5kV/cmET ～ 1.6kV/cmEI ～ 3.2kV/cm

応用

TPC

X 線吸収画像

中性子構造解析

GEM の利点

安価、大型化容易 ガス検出器の特徴を生かす。

ガス増幅部と読み出し部とが独立 多段化可能　

低電場　放電を避けられる。 他の補助にも出来る

高電場が局在 放電の抑制効果

TPC

今後、信号の GEM 部での拡がりの理解佐賀大との協同

GEM を用いる利点

イオンフィードバックが少ない

非連続なワイヤー部分でのE ｘ B 問題が避けられる

VATA ｘ 16chips

TM2005/6/17MPGD 回路図解説

3.2Φx ４（ 117x117)

GEM Spacer hole

2 層 (50μ) 110mmSQ.

4 層 (500μ)400mmSQ.

PAD;XVPAD1(data 250pad)PAD;YVPAD1(data 250pad)

PAD;ICPAD1 ～ 16(data ,cont 83pad)

PAD;YVPAD2(data 250pad)

PAD;XVPAD2(data 250pad)

FLAT10;TWIST 　 10P

FLAT10;TWIST1 　 10P

FLAT40;CN8 ～ 16 　 40P

FLAT40;CN1 ～ 7 　 40P

補強板

FLAT40;70mmx9mm :(80mmSQ.)x2 個所;Bonding wire;(83x16+32x16+250x4=2840wires

ストリップピッチ；400μ 　　　　ストリップ幅　表面 ;20-100μ 　　　　　　　　　　　裏面 ;340μ 　　　　

カプトン厚　　　　　　50μ

TM2005/8/9 　 オンラインエレキにて

今後の予定 GEM の理解

信号の広がりなど ２次元読み出し

進行中 硬 X 線検出器

金メッキ GEM 中性子検出器

ボロン蒸着 GEM