Dresden 2013 – wissenschaftliches Programm

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 64: Halbleiterdetektoren: Forschung und Entwicklung 4

T 64.2: Vortrag

Mittwoch, 6. März 2013, 17:00–17:15, GER-007

G4SiPM: ein neuartiges SiPM Simulationspaket für Geant4 — •Tim Niggemann, Erik Dietz-Laursonn, Thomas Hebbeker, Andreas Künsken, Markus Lauscher und Markus Merschmeyer — III. Physikalisches Institut A, RWTH Aachen University

Silizium Photomultiplier (SiPMs) sind halbleiterbasierte Photodetektoren. Sie zeichnen sich durch eine aktive Fläche von wenigen Quadratmillimetern, eine moderate Betriebsspannung von einigen zehn Volt, die Unempfindlichkeit gegenüber Magnetfeldern und vor allem durch eine hohe Photondetektionseffizienz (PDE) von bis zu 40 % aus. Prototypen zeigen bereits über 65 % PDE.

Zusätzlich zum thermischen Rauschen wird die Signalantwort durch korreliertes Rauschen (optisches Übersprechen und Nachpulsen) beeinflusst, weshalb eine exakte Vorhersage der Antwort nicht trivial ist. Hierzu präsentieren wir eine vollständig in Geant4 integrierte SiPM Monte-Carlo-Simulation. Grundlage der Simulation sind experimentell ermittelbare Kenngrößen des SiPMs (Geometrie, Rauschraten, etc.), wobei zwischen verschiedenen Arbeitspunkten, definiert durch Temperatur und Betriebsspannung, interpoliert werden kann.

Geant4 ist ein in der Hochenergiephysik etabliertes Toolkit zur Simulation von Teilchendurchgängen durch Materie. Durch Integration der SiPMs in Geant4 kann deren Verhalten innerhab komplexer Detektorgeometrien studiert werden.