【技术实现步骤摘要】
本公开涉及气体探测器，尤其涉及一种具有单极放大结构的低物质量圆柱形微结构气体探测器及其制备方法。
技术介绍
1、基于高能粒子加速器的物理实验是研究粒子物理最重要且最有效的实验途径之一。粒子物理的深入发展要求不断提高加速器的亮度和能量，相应地形成了粒子物理高亮度和高能量的两个前沿方向。当前基于加速器的粒子物理实验呈现出了在这两个前沿方向上深入推进的态势，目标是直接发现新物理现象，或者通过精确测量间接寻找新物理的迹象，最终实现粒子物理的新突破。随着加速器在高亮度和高能量方向上不断推进，粒子探测器的性能对加速器实验的物理性能影响越来越大，探测器的工作环境也越来越恶劣，这对下一代实验中的探测器技术提出了严峻挑战，同时对探测器性能提出了苛刻要求。因此，发展和升级加速器实验的关键探测器技术显得十分迫切和必要。
技术实现思路
1、基于上述问题，本公开提供了一种低物质量圆柱形微结构气体探测器及其制备方法，以缓解现有技术中的上述技术问题。
2、（一）技术方案
3、本公开的一个方面，提供一种低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，包括操作s10~操作s50；其中：
4、操作s10：制备面电阻率不高于0.25ω/□的柔性低物质量电极基材；
5、操作s20：制备柔性放大单元和读出电极单元；
6、操作s30：基于内筒辅助结构和所述低物质量电极基材、柔性放大单元、读出电极单元制备内筒探测器电极组件；
7、操作s40：基于外筒辅助结构和所
8、操作s50：基于内筒辅助结构和外筒辅助结构将内筒探测器电极组件和外筒漂移电极组件进行组装，并进行电气连接及固定密封，完成气体探测器的制备。
9、根据本公开实施例，操作s10包括：在聚酰亚胺薄膜上制备第一过渡层；在所述第一过渡层上制备第一复合共掺层；在所述第一复合共掺层上制备导电贡献层；在所述导电贡献层上制备第二复合共掺层；在所述第二复合共掺层上制备第二过渡层；在所述第二过渡层上制备第三复合共掺层；以及在所述第三复合共掺层上制备dlc保护层。
10、可选地，第一过渡层的制备材料为铬；所述导电贡献层的制备材料为铝；所述第二过渡层的制备材料为铬；所述第一复合共掺层为铬铝共掺层；所述第二复合共掺层为铝铬共掺层；所述第三复合共掺层为铬碳共掺层。
11、根据本公开实施例，低物质量电极的物质量为0.00051%x0-0.0016%x0。
12、根据本公开实施例，内筒辅助结构和外筒辅助结构通过滑动密封方式实现微结构气体探测器组装，并在组装后可重复拆卸；所述内筒辅助结构和外筒辅助结构中的部分结构在组装后可移除以免遮挡探测灵敏区域；柔性放大单元和柔性读出电极单元的信号输出接口和高压输入接口均采用金手指。
13、根据本公开实施例，柔性放大单元包括中间区域的单极放大结构和x向读出条，以及两侧的软板分支，软板分支用来实现对读出电子学和探测器高压的电气连接；柔性读出电极单元包括中间区域的v向读出条和两侧的软板分支。
14、根据本公开实施例，单极放大结构由下至上包括柔性基板、dlc层、聚酰亚胺薄膜层、金属电极层，对所述聚酰亚胺薄膜层、金属电极层进行加工得到具有微结构的放大单元；所述微结构包括微槽型结构或微井型结构。
15、根据本公开实施例，操作s30包括：将一侧镀有低物质量电极基材的聚酰亚胺薄膜均匀包裹于内筒辅助结构外，低物质量电极一侧朝内；在聚酰亚胺外侧粘贴pmi泡沫板；将柔性读出电极单元包裹设置于pmi泡沫板外侧；以及将柔性放大单元包裹设置于读出电极单元外侧，完成内筒探测器电极组件的制备。
16、根据本公开实施例，操作s40包括：将一侧镀有低物质量电极的聚酰亚胺薄膜裹于外筒辅助结构外，低物质量电极一侧朝内；在聚酰亚胺薄膜外侧粘贴pmi泡沫板；以及在pmi泡沫板外侧粘贴镀有低物质量电极基材的聚酰亚胺薄膜，低物质量电极一侧朝外，并使用导电胶将低物质量电极与两侧外筒辅助结构粘接，完成外筒漂移电极组件的制备。
17、本公开的另一方面，还提供一种低物质量圆柱形微结构气体探测器，采用以上任一项所述的制备方法制备而成，所述微结构气体探测器包括：内筒探测器电极组件，由内而外包括低物质量电极、聚酰亚胺薄膜、pmi泡沫板、柔性读出电极单元、柔性放大单元；外筒漂移电极组件，由内而外包括低物质量电极、聚酰亚胺薄膜、pmi泡沫板、聚酰亚胺薄膜、低物质量电极；通过内筒辅助结构和外筒辅助结构的安装套合及密封，使得内筒探测器电极组件和外筒漂移电极组件之间形成一空间作为转换漂移区。
18、（二）有益效果
19、从上述技术方案可以看出，本公开低物质量圆柱形微结构气体探测器及其制备方法至少具有以下有益效果其中之一或其中一部分：
20、（1）极大的简化了圆柱形微结构气体探测器的制作安装；
21、（2）提高了圆柱形微结构气体探测器制作过程和运输转运过程中的容错性；
22、（3）设置为可拆卸的结构，并且将柔性放大单元置于内筒探测器电极组件，其开口向外，有利于电极的清理和维护；
23、（4）低物质量电极的制备和应用，进一步降低了整体探测器物质量；
24、（5）利用分离的x向和v向读出电极简便地实现二维位置读出；
25、（6）可以高效制作出具有较高位置分辨、高计数能力、高机械强度和低物质量性能的圆柱形微结构气体探测器。
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1.一种低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，包括：
2.根据权利要求1所述的低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，操作S10包括：
3.根据权利要求2所述的低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，其中：
4.根据权利要求1所述的低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，其中：
5.根据权利要求1所述的低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，内筒辅助结构和外筒辅助结构通过滑动密封方式实现微结构气体探测器组装，并在组装后可重复拆卸；
6.根据权利要求1所述的低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，柔性放大单元包括中间区域的单极放大结构和X向读出条，以及两侧的软板分支，软板分支用来实现对读出电子学和探测器高压的电气连接；柔性读出电极单元包括中间区域的V向读出条和两侧的软板分支。
7.根据权利要求6所述的低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，所述单极放大结构由下至上包括柔性基板、DLC层、聚酰亚胺薄膜层、金属电极层，对所述聚酰亚胺薄膜层、金属电极层进行加工得到具有微结构的放大单元；所述微结构包括微
8.根据权利要求1所述的低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，操作S30包括：
9.根据权利要求1所述的低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，操作S40包括：
10.一种低物质量圆柱形微结构气体探测器，采用权利要求1-9任一项所述的制备方法制备而成，所述微结构气体探测器包括：
...【技术特征摘要】
1.一种低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，包括：
2.根据权利要求1所述的低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，操作s10包括：
3.根据权利要求2所述的低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，其中：
4.根据权利要求1所述的低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，其中：
5.根据权利要求1所述的低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，内筒辅助结构和外筒辅助结构通过滑动密封方式实现微结构气体探测器组装，并在组装后可重复拆卸；
6.根据权利要求1所述的低物质量圆柱形微结构气体探测器的制备方法，柔性放大单元包括中间区域的单极放大结构和x向读出条，以及两侧的软板分支，软板分支用来实现对读出电...
【专利技术属性】
技术研发人员：周意，何思齐，方竹君，唐逸敏，刘建北，张志永，邵明，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：
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