Bulk MicroMegas 和 GEM膜的研制与测试

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1 Bulk MicroMegas 和 GEM膜的研制与测试
胡守扬，李兴隆，周静，智宇，陈雷， 刘雯迪，赵明锐，李沛玉，周书华，李笑梅 中国原子能科学研究院 核数据重点实验室 GXU

2 主要内容 多通道Bulk Micromegas研制 GEM膜研制 APV25电子学数字化系统研制
PandaX III Microbulk Micromegas测试平台建设 总结与下一步工作计划

3 多通道Bulk MicroMegas 研制

4 MicroMegas 结构 The core of the detector is the amplification region
Drift (HT 2) Gaz (ex: Ar + 5% isobutane) Conversion region: 1 mm à 1 m E ~ 1kV/cm e- Mesh (HT 1) Amplification region ~ 100 mm E ~ 50 kV/cm pistes Particule ionisante Strips readout 03/05/2019

5 Micromegas分类 Classic Micromegas Bulk Micromegas Microbulk Micromegas
Mesh on a frame (USTC, Lanzhou, IHEP…) Bulk Micromegas photolithography process is used to attach the mesh on the PCB. Microbulk Micromegas Mesh and PCB made on a unique kapton foil, the mesh layer is thinner. 03/05/2019

6 Bulk MicroMegas制作流程 Reference:Study of bulk micromegas detector
Chinese Physics C Vol. 34, No. 10, Oct., 2010

7 多路Bulk MicroMegas研制 读出电极，有效区域：5cm*5cm 64channels

8 多通道Bulk MicroMegas研制

9 GEM 膜的研制

10 GEM Structure GEM detector:
Cathode, Drift field, GEM foil, Induction field and Readout board. GEM foil： the most important part of GEM detector . Normally 3 GEM foils in one GEM detector. ```````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````````` KITPC, Beijing, China

11 GEM Foil Typical GEM Foil has 3 layers, two 5μm thick copper foils and one 50μm thick kapton foil in the middle. Diameter of the hole is 70 μm , and the distance between them is 140 μm . Apply electric voltages on the two copper layers. Electric Field is very strong in the hole area, and weak outside the hole area. GEM Foil GEM Field

12 合作工厂

13 利用中国研制GEM膜组装GEM探测器 拉伸+边框 GEM膜 组装 10*10cm

14 APV25电子学数字化系统研制

15 APV25电子学数字化系统研制 APV25是一款128通道集成的模拟前放芯片， 可对探测器输出的信号进行前置放大和滤波成形等处理

16 APV25电子学数字化系统研制 第二版：可接4块APV，512路

17 国产Bulk MM与一层GEM 探测器测试

18 Bulk MicroMegas测试 Mesh142572

19 Bulk MicroMegas成像测试 Ar+CO2，70%:30%，α源, 利用a源进行成像研究

20 GEM成像测试 Ar+CO2，70%:30%，α源,

21 PandaX III Microbulk MicroMegas测试平台建设

22 参加PandaXIII TPC Prototype调试
参加PandaXIII TPC Prototype的安装和调试，TPC电子学系统屏蔽盒子的安装及方案设计，TPC测试及采数，MINI TPC 气路系统安装及测试。

23 PandaXIII Microbulk 测试平台建设
a. 三个Faculties部分时间参加，各有分工 b.一名工程师和一名学生在交大参加TPC和MM调试 c.两名学生在CIAE参加测试系统搭建和调试

24 总 结 1、 完成多通道Bulk MM研制，全部工艺国产化并进行成像测试，可以提供给国内有需求的实验室使用。
总 结 1、 完成多通道Bulk MM研制，全部工艺国产化并进行成像测试，可以提供给国内有需求的实验室使用。 2、首次利用国产GEM膜组装成GEM探测器进行成像测试。 3、完成了APV25芯片的数字化电子学系统。 4、参加PandaXIII TPC Prototype调试，承担PandaXIII Microbulk MicroMegas性能测试任务，已经完成测试平台基本建设。

25 下一步工作计划 1、完成20cmx20cm大面积Bulk MM的研制 。提高GEM膜的成品率，通过合适渠道寻找更高纯度试剂及更多可能合作的工厂。 2、对研制的MicroMegas和GEM进一步测试，包括能量分辨和位置分辨。 3、准备对PandaXIII 80 块Microbulk MM进行测试，每块128路读出，有必要开发多通道微结构探测器自动检测系统。同时也可以和我们自己研制的探测器进行比较。

26 微结构探测器自动检测系统

27 Thank You !