交換して頂いた SSD TB-16-50-150μm について、比較測定をしてみました。

今回 報告
24.3/10

交換 前

Kr scnEDssd12

2402

2層目

１層目

2212

sA1: x20x7 ( 16 ) コリΦ7
150 um #23321929 代替品 90V 定格 (1.89 uA)
sA2: x20x7 ( 2 )2000 um #20-195E 旧品 400V (4.02uA)
Trig(cps)= PL1( 15 k ) & Sor( 400 )ED= ０～ 923 um 22 点 x 90s

2000 um

1000 umsB1: SAmp x50x8 ( Att 8 dB ) コリメータΦ5
150 um #21365111 購入時 110V定格 (5.30uA)
sB2: x20x8 ( 8 )1000 um #18-1029B 旧品 200V (3.73uA)
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & SSDor( 0.5 k )ED= ０～ 908 um 21 点 x 60s

購入時の 150um は
Krの⊿E mode 全領域で横方向２山が顕著だった

交換後の 150um は
Krの⊿E 中間から
横方向２山が見え始めたが、かなり改善された※ ２層目の 2000um の縦方向２山が少し見える※ ２層目の 1000um の縦方向２山が少し顕著になった様に見えるが…

150 um

150 umAr scnEDssd162401
sB1: x100x8 ( 0 ) コリ無し (キャップ100u付)
150 um #21365111 購入時 110V定格 (5.07uA)
sB2: x50x8 ( 8 )1000 um #18-1029B 旧品 200V (3.72uA)
Trig(cps)= PL1( 30 k ) & SSDor( 1.5 k )ED= ０～ 3564 um 47 点 x 30s

1000 um

交換 後

Kr scnEDssd01

ArscnEDssd11

2000 um2212

全く同じ条件ではない ( ２層目の厚さが 1000 → 2000um と異なる) のですが、問題の１層目 150 um の 「２山問題」 は、交換品によって、だいぶ改善された ように見えます。

※ プロットは、前回報告同様に
アルミ Edeg板の厚さ(Edeg = μm) を変えながら複数回で測定した値を重ね合わせ表示したものですsA1: x50x7 ( 0 )150 um #23321929 代替品 90 V 定格 (1.97uA)
sA2: x20x7 ( 0 )2000 um # 20-195E 旧品 400V (4.16 uA)
Trig(cps)= PL1( 20 k ) & Sor( 800 )ED= ０～ 3477 um 20 点 x 120s

Arの⊿E 中間付近から

Arでは、ずっと１山で綺麗になった

横方向２山が少し見られた※ ２層目の 1000um の縦方向２山が少し顕著になった様に見えるが…

150 um2024/03/10(rev.4) 理研あ吉田

150 um

EG＆G SSD２山問題: 交換、新規品テスト

1

交換して頂いた SSD TB-16-50-300μm について、比較測定をしてみました。

今回 報告
24.3/10

交換 前

Kr scnEDssd122402

700 umsA1: SAmp x20x5 ( Att 2,4 dB ) コリメータΦ5
300 um #21365112 購入時 140V定格 (1.71uA)
sA2: x20x6 ( 2 )700 um #21265113 購入品交換前 120V (1.69uA)
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & SSDor( 0.5 k )ED= ０～ 908 um 21 点 x 60s

交換 後

Kr scnEDssd01

sB1: x20x8 ( 0 ) コリΦ7
300 um #23321928 代替品 110V 定格 (5.10 uA)
sB2: x20x7 ( 2 )2000 um #23-573D 旧品 380V (4.41uA)
Trig(cps)= PL1( 15 k ) & Sor( 400 )ED= ０～ 923 um 22 点 x 90s

2000 um2212

全く同じ条件ではない ( ２層目の厚さが 700 → 2000um と異なる) のですが、問題の１層目 300 um の 「２山問題」 は、交換品によって、だいぶ改善された ように見えます。

2層目

購入時の 300um は
Krの⊿E mode 全領域で横方向２山が顕著だった

１層目

300 um

300 umAr scnEDssd16

2401

700 umsA1: x50x5 ( 4 ) コリ無し (キャップ100u付)
300 um #21365112 購入時 140V定格 (1.64uA)
sA2: x50x6 ( 2 )700 um #21265113 購入品交換前 120V (1.60uA)
Trig(cps)= PL1( 30 k ) & SSDor( 1.5 k )ED= ０～ 3564 um 47 点 x 30s

ArscnEDssd11
sB1: x50x9 ( 0 ) コリΦ7
300 um #23321928 代替品 110V 定格 (5.12 uA)
sB2: x20x7 ( 0 )2000 um #23-573D 旧品 380V (4.42uA)
Trig(cps)= PL1( 20 k ) & Sor( 800 )ED= ０～ 3477 um 20 点 x 120s

2000 um2212

交換後の 300um は
Krの⊿E -> E 折返し付近で横方向２山が見え始めたが、かなり改善された

Arの⊿E mode 全領域でArでは、ずっと１山で綺麗になった

横方向２山が少し見られた※ ２層目の 700um は、
交換前：購入時のモノだったので
縦方向にも２山が少し見えた

300 um2024/03/10(rev.4) 理研あ吉田

300 um

EG＆G SSD２山問題: 交換、新規品テスト

2

交換して頂いた SSD TB-16-50-700μm について、比較測定をしてみました。

前回 報告
23.11/27

交換 前

Kr scnEDssd15

23051000 umsB1: SAmp x20x8 ( Att 8 dB ) コリメータΦ5
700 um #21365113 購入時 120V定格 (5.12uA)
sB2: x20x8 ( 8 )1000 um #18-1029B 旧品 200V (3.85uA)
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & SSDor( 1.0 k )ED= ０～ 975 um 32 点 x 30s

交換 後

Kr scnEDssd13

sA1: x20x7 ( 16 ) コリΦ7
700 um #22152551 代替品 120V 定格 (1.68 uA)
sA2: x20x7 ( 2 )2000 um #23-573D 旧品 380V (2.51uA)
Trig(cps)= PL1( 10 k ) & Sor( 500 )ED= ０～ 753 um 27 点 x 60s

2000 um2212

全く同じ条件ではない ( ２層目の厚さが 1000 → 2000um と異なる) のですが、問題の１層目 700 um の 「２山問題」 は、交換品によって、だいぶ改善された ように見えます。

2層目

購入時の 700um は
Krの⊿E mode 全領域で横方向２山が顕著だった

１層目

交換後の 700um は
Krの⊿E -> E 折返し付近で横方向２山が少し見られたが、かなり改善された

700 um

700 umArscnEDssd122000 um2305※ 交換前の 700μで、Arは同様な測定（１層目で照射）がなかったので、比較できませんでした。

sA1: x20x7 ( 0 )700 um #22152551 代替品 120 V 定格 (1.73 uA)
sA2: x20x7 ( 0 )2000 um # 23-573D 旧品 380V (2.88 uA)
Trig(cps)= PL1( 8 k ) & Sor( 400 )ED= ０～ 3410 um 26 点 x 60s

Arでは、
ずっと１山で綺麗になった

150 um2024/03/10(rev.4) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題: 交換、新規品テスト

3

新規購入(23.3月末納品) した SSD TB-16-50-200μm について、初めて測定をしてみました。

前回 報告
23.11/27

2305

この 200μm は、Kr でも Ar でも 十分綺麗 でした。
交換 後 : 未測定

交換 前

Kr scnEDssd122000 umsA1: SAmp x20x7 ( Att 8 dB ) コリメータΦ7
200 um #23004516 購入時 180V定格 → 130 V ※1 (1.63 uA)
sA2: x20x8 ( 8 )※1 １層目:購入品 200um は、
2000 um #20-195D 旧品 400V (3.65uA)
定格 HV=180V では、PAmp 出力のベースラインがビーム無しでもふらついていたので、Trig(cps)= PL1( 10 k ) & SSDor( 500 )130Vに下げて (約 -30% で) 測定しました。
ED= ０～ 946 um 19 点 x 60s

2層目

購入時の 200um は
Krの⊿E mode 中間から
横方向２山が見え始めた

定格 HVより 低めにしたので、２山が目立たなかったのかもしれません。

※ ２層目の 2000um の縦方向２山が少し見える
１層目

2305

700 umAr scnEDssd11

2000 umsA1: x50x7 ( 2+4 ) コリΦ7
200 um #23004516 購入時 180V定格 → 130 V ※1 (1.77 uA)
sA2: x20x7 ( 0 )2000 um #20-195D 旧品 400V (3.91 uA)
Trig(cps)= PL1( 4 k ) & SSDor( 200 )ED= ０～ 3410 um 19 点 x 60s

Arでは、
ずっとほぼ１山で綺麗だった

700 um2024/03/10(rev.4) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題: 交換、新規品テスト

4

新規購入(23.3月末納品) した SSD TB-16-50-500μm について、初めて測定をしてみました。

前回 報告
23.11/27

2305

この 500μm は、Ar だと まあ綺麗 でしたが、 Kr だと ２山がひどかった です。
交換 後 : 未測定

交換 前

Kr scnEDssd122000 umsB1: SAmp x20x7 ( Att 2 dB ) コリメータΦ7
500 um #23010089 購入時 230V定格 ( 4.94 uA)
sB2: x20x7 ( 2 )2000 um #20-195E 旧品 400V (5.63 uA)
Trig(cps)= PL1( 10 k ) & SSDor( 500 )ED= ０～ 946 um 19 点 x 60s

2層目

購入時の 500um は
Krの⊿E mode 全領域で横方向２山がひどかった※ ２層目の 2000um ※1 の縦方向２山もひどかったので
３山に見えた

１層目

2305※1 2層目: 2000um (旧品 #20-195E) は、
今回報告：150um 交換「後」 でも用いたが、縦方向の２山が顕著に見える傾向がある。

500 umAr scnEDssd11

2000 umsB1: x50x7 ( 0 ) コリΦ7
500 um #23010089 購入時 230V定格 ( 5.01 uA)
sB2: x20x7 ( 0 )2000 um #20-195E 旧品 400V (5.91 uA)
Trig(cps)= PL1( 4 k ) & SSDor( 200 )ED= ０～ 3410 um 19 点 x 60s

Arでは、⊿E 中間から
横方向２山が見え始めた※ ２層目の 2000um ※1 の縦方向２山が⊿E→E折返し付近でひどくなり、３山に見えた

500 um2024/03/10(rev.4) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題: 交換、新規品テスト

5

今回 報告24.3/10

これまでの 購入品 と 交換品 の まとめ

TB-16-50厚さ

購入着

Sel#

700μm 2022.03 21365113
300μm 2022.03 21365112
150μm 2022.03 21365111
500μm 2023.03 23010089
200μm 2023.03 23004516

2024/03/10(rev.4) 理研あ吉田

Krテスト
× 2山間隔広い
ずっと顕著
× 2山間隔広い
ずっと顕著
× 2山間隔広い
ずっと顕著
× 2山間隔広い
ずっと顕著△ 2山間隔広い⊿E中間からArテスト？１層目での測定無し
× 2山間隔広い⊿Eの全域で△ 2山間隔広い⊿E中間から△ 2山間隔広い⊿E中間から〇 ほぼ１山交換着

Sel#--> 2023.05

22152551--> 2024.01

23321928--> 2024.01

23321929

Krテスト
Arテスト
〇 2山間隔狭い◎ ずっと１山⊿E->E折返付近で〇 2山間隔狭い◎ ずっと１山⊿E->E折返付近で〇 2山間隔狭め◎ ずっと１山⊿E中間から--> 返却交換希望--> 可能なら、返却交換希望

EG＆G SSD２山問題: 交換、新規品テスト

6

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

7

交換して頂いた SSD TB-16-50-700μm について、比較測定をしてみました。

※ プロットは、前回報告同様に
アルミ Edeg板の厚さ(Edeg = μm) を変えながら複数回で測定した値を重ね合わせ表示したものです

全く同じ条件ではない ( ２層目の厚さが 1000 → 2000um と異なる) のですが、問題の１層目 700 um の 「２山問題」 は、交換品によって、だいぶ改善されたように見えます。
交換前

Kr scnEDssd15

2305

125

Edeg=
0μm

125

196

162

236

234

282

262

sB1: SAmp x20x8 ( Att 8 dB )700 um #21365113 購入品 120V(5.12uA)
sB2: x20x8 ( 8 )1000 um #18-1029B 旧品 200V(3.85uA)
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & SSDor( 1.0 k )ED= ０～ 975 um 32 点 x 30s※ 交換前の 700μで、Arについては同様な測定がなかったので、比較できませんでした。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

1682
2103
2348

262

700 um

957μm
1010
1176

196

284
１層目

831
634
Edeg=
0μm

86μm

162

Ar scnEDssd12

代替品 700um
Arでは 1山で綺麗
2000 um

73μm

2層目

Kr scnEDssd13

代替品 700um
Krでは ⊿E mode でも
２山がだいぶ改善された

Edeg=
0μm

1000 um

購入した際の 700um
Krの⊿E mode で２山が顕著だった

2305

2000 um

2212

交換後

700 umsA1: x20x7 ( 16 )700 um #22152551 代替品 120V(1.68 uA)
sA2: x20x7 ( 2 )2000 um #23-573D 旧品 380V(2.51uA)
Trig(cps)= PL1( 10 k ) & Sor( 500 )ED= ０～ 753 um 27 点 x 60s

2689
2748
2798
700 umsA1: x20x7 ( 0 )700 um #22152551 代替品 120 V(1.73uA)
sA2: x20x7 ( 0 )2000 um # 3-573D 旧品 380V(2.88 uA)
Trig(cps)= PL1( 8 k ) & Sor( 400 )ED= ０～ 3410 um 26 点 x 60s※ SAmp OR572 は、 Shaping = 0.5us で全測定で共通、
PreAmp は、前回と同じ OR142AG 相当品です

EG＆G SSD２山問題: 交換、新規品テスト

8

新規購入(23.3月末納品) した SSD TB-16-50-200μm について、初めて測定をしてみました。
この 200μm は、Kr でも Ar でも 十分綺麗 でした。

2305

Kr

sA2: Emodeで２山多い

初テスト
2305

scnEDssd12

Edeg=
0μm

scnEDssd11

sA1: ２山少ない

196
383

2000 um

48μm
1252000 um

Ar

257

1124
730

321

422

1356

1461

1806
2299

0μm

446

Arだと、
sA1, sA2 共に
ずっと１山 good

503
572
647

2549
2689
2858

2908
3139

699

2959
3191
3237

730
200 um

200 um※ １層目:購入品 200um は、
定格 HV=180V では、
PAmp 出力のベースライン
が ビーム無しでもふらついていたので、130V に下げて(約 -30% で)測定しました。

sA1: SAmp x20x7 ( Att 8 dB )200 um #23004516 購入品 180->130V(1.63uA)
sA2: x20x7 ( 8 )2000 um #20-195D 旧品 400V(3.65uA)

sA1: x50x7 ( 2+4 )200 um #23004516 購入品 180->130V(1.77uA)
sA2: x20x7 ( 0 )2000 um # 20-195D 旧品 400V(3.91uA)

Trig(cps)= PL1( 10 k ) & SSDor( 500 )ED= ０～ 946 um 19 点 x 60s

Trig(cps)= PL1( 4 k ) & Sor( 200 )ED= ０～ 3410 um 19 点 x 60s※ ２層目 sA2 2000um (#20-195D) が不調? で、
縦軸方向:2層目 に、２山がつながって見えてますが、
横軸方向:1層目(200um) は、⊿E → E mode に変遷する
Edeg= 572 ～730um の所だけ、２山が目立ってました。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田※ ２層目 sA2 2000um は、Kr と同じモノですが、
Ar ビームの場合は、Kr より E deposit が小さいので、
２層目、１層目ともに、１山に見えてました。

EG＆G SSD２山問題: 交換、新規品テスト※ 購入品 200um は、定格 HVより低めにしたので、２山が目立たなかったのかもしれません。

9

新規購入(23.3月末納品) した SSD TB-16-50-500μm について、初めて測定をしてみました。
この 500μm は、Ar だと まあ綺麗 でしたが、 Kr だと ２山がひどかった です。

2305

Kr

初テスト
2305

scnEDssd12
Edeg=
0μm
48

Ar scnEDssd1111242000 um

125

2000 um※ Edegの厚さは、200μ 500μ 共に同じです。
双方を横に並べて測定したので

196

1356
730

257

0μm

321

1461

1806
2299
2549

383

2689

422

2858

446

2908
2959

500 um

500 umsB1: SAmp x20x7 ( Att 2 dB)
500 um #23010089 購入品 230V(4.94 uA)
sB2: x20x7 ( 2 )sB1: x50x7 ( 0 )500 um # 23010089 購入品 230V(5.01 uA)
sB2: x20x7 ( 0 )2000 um #20-195E 旧品 400V(5.63 uA)

2000 um #20-195E 旧品 400V(5.91 uA)

Trig(cps)= PL1( 10 k ) & SSDor( 500 )ED= ０～ 946 um 19 点 x 60s

Trig(cps)= PL1( 4 k ) & Sor( 200 )ED= ０～ 3410 um 19 点 x 60s※ ２層目 sA2 2000um の大不調は、Ar でも ひどく２山 だったので、※ ２層目 sA2 2000um (#20-195E 前頁とは別のSSD) が 大不調? で、これも見ずらい図ですみません。
縦軸方向:2層目 が、ひどく ２山 で見えており、見ずらい例ですみません。
横方向:１層目(500um) は、⊿E → E mode に変遷する
横軸方向:1層目(500um) は、どの Edeg 厚さでも、２山が目立ってました。
Edeg= 2858 ～2959 um の所だけ、少し２山 が見えてました。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題: 交換、新規品テスト

102023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

11scnEDssd11

2305Ar

新規購入品 200, 500um テスト
Trig(cps)= PL1( 4 k ) & Sor( 200 )ED= ０～ 3410 um 19 点 x 60s

200-2000,500-2000:C,Ar-set 60s
for SSDchk, Clm=Φ5, Trg=AND, 130-400,230-400V

新品 200um まあ１山！

新品 500um
少し２山あるけど３山に見えるのは
2000um側の影響か？

200umにPH高いモノあり
HV高いのか？

sA1 x50x7 ( 2,4 ) コリΦ5sA2 x20x7 ( 0 ) コリΦ5

200 um # 23004516 新規購入 180->130 V( 1.77 uA)
2000 um # 20-195D 旧品 400 V( 3.91 uA)sB1 x50x7 ( 0 ) コリΦ5sB2 x20x7 ( 0 ) コリΦ5

sA1: 〇 まあ１山OK
sA2: 〇 まあOK

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

500 um # 23010089 新規購入 230 V( 5.01 uA)
2000 um # 20-195E 旧品 400 V( 5.91 uA)

sB1: 〇 少し２山まあOK
sB2: ？ ３山になる？

EG＆G SSD２山問題:

12scnEDssd12

2305Ar700-2000,100-100:C,Ar-set 60s
for SSDchk, Clm=Φ7,5, Trg=AND, 120-380,40-40V

代替品 700um テスト
Trig(cps)= PL1( 8 k ) & Sor( 400 )ED= ０～ 3410 um 26 点 x 60s

代替品 700um 1山で綺麗

sA1 x20x7 ( 0 ) コリΦ5sA2 x20x7 ( 0 ) コリΦ5

700 um # 22152551 代替品 120 V( 1.73 uA)
2000 um # 23-573D 旧品 380 V( 2.88 uA)

sA1: 〇 綺麗OK
sA2: 〇 まあOK

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

13scnEDssd12

2305Kr

新規購入品 200, 500um テスト
Trig(cps)= PL1( 10 k ) & Sor( 500 )ED= ０～ 946 um 19 点 x 60s

200-2000,500-2000:ArKr-set 60s
for SSDchk, Clm=Φ7, Trg=AND, 130-400,230-400V

新品 500um ２山ひどい！

新品 200umでも 少し２山！

３山に見えるのは
2000um側の影響か？

200umにPH高いモノあり
HV高いのか？

sA1 x20x7 ( 8 ) コリΦ7

sA2 x20x7 ( 8 ) コリΦ7

200 um # 23004516 新規購入 180->130 V( 1.63 uA)
2000 um # 20-195D 旧品 400 V( 3.65 uA)

sB1 x20x7 ( 2 ) コリΦ7sB2 x20x7 ( 2 ) コリΦ7

sA1: 〇 少し２山あるけど
sA2: 〇 まあOK

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

500 um # 23010089 新規購入 230 V( 4.94 uA)
2000 um # 20-195E 旧品 400 V( 5.63 uA)

sB1: △ ２山ひどい
sB2: ？ ３山になる？

EG＆G SSD２山問題:

14scnEDssd13

2305Kr700-2000,100-100:ArKr-set 60s
for SSDchk, Clm=Φ7,5, Trg=AND, 120-380,40-40V

代替品 700um テスト
Trig(cps)= PL1( 10 k ) & Sor( 500 )ED= ０～ 753 um 27 点 x 60s

代替品 700um ２山は少し良くなった

sA1 x20x7 ( 16 ) コリΦ7

sA2 x20x7 ( 2 ) コリΦ7

700 um # 22152551 代替品 120 V( 1.68 uA)
2000 um # 23-573D 旧品 380 V( 2.51 uA)

sA1: 〇 少し２山あるけど
sA2: 〇 まあOK

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

15150-300,700-1000u_30s

2212KrscnEDssd15

2山問題

組換, HVnom, Shp=0.5us

2山問題 コリ無 遮光無 HV定格 組換え
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & Sor( 1.0 k )ED= ０～ 975 um 32 点 x 30s

sB1 x20x8 ( 8 ) Gain変更 700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 5.12 uA)sB2 x20x8 ( 8 )1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.85 uA)ｓB1 700uも ⊿Emodeで、２点になった！

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:★ PAを変えると HV cur が変わる
PA内の HV抵抗値の違いらしい16300-700,150-1000um:Kr-set 60s

2212KrscnEDssd12

2山問題

コリ有 Φ5t2, HVnom, Shp=0.5us

sB1 x50x8 ( 8 )sB2 x20x8 ( 8 )150 um # 21365111 購入 110 V 定格 ( 5.30 uA)1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.73 uA)

自作コリΦ5t2有で、カウントレートが半分になり、
sA1,sA2は、下と左に降る雨が減少
sB1の“右に”降る雨が減少。
2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

2山問題 自作コリΦ5t2 遮光無 HV定格
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & Sor( 0.5 k )ED= ０～ 908 um 21 点 x 60s★ sB2 ⊿E->E 付近で、４山になる？ 別粒子か？
17

SSDキャップ除去

2212ArscnEDssd21

300-700,150-1000u:Kr-set_30s2山問題 2山問題 コリ無 遮光無 HV-20% Shaping0.5μ
Trig(cps)= PL1( 30 k ) & Sor( 1.5 k )ED= ０～ 3287 um 33 点まで x 30s

遮光膜破る, SAmp Shaping戻す=0.5us, HV= -20%
採用： 2山比較Ar のキレイなRun
sB1 x100x8 ( 0 )sB2 x50x8 ( 8 )150 um # 21365111 購入 80 V -20% ( 5.02 uA)
1000 um # 18-1029B 旧品 160 V -20% ( 3.61 uA)★ ｓA1,A2と同じ傾向。
Stp-E 領域の測定点なし。残念。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

182023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

19

EG&G 2021購入SSDについて 問合せ： Peak ２山問題
2023.02/20 rev.2 理研・産業チーム 吉田敦

平素よりお世話になっております。 2021年度に貴社より購入した下記SSD検出器について質問です。
見積番号 T-0000007586-001 2021.10/18 荷電粒子検出器 ３個
ORTEC TB-016-050-150 Sel# 21365111 150um Thick
納品時に頂いた成績票は、
ORTEC TB-016-050-300 Sel# 21365112 300um→ [巻末]参照
ORTEC TB-016-050-700 Sel# 21365113 700um
私共は、このSSD検出器を、「２層のカウンターテレスコープ構成」 にして、加速器からの高エネルギー重イオンビーム(C,Ar,Kr,Xe等)のエネルギー測定に使わせて頂いております。
ところが、この３個で測定した E-スペクトル が「変」なので、問合せさせて頂きました。

（症状）➢ ⊿Eモード：粒子突抜け のエネルギーで測定すると、「Peakが２山」になる。
➢ Eモード：粒子停止のエネルギーで測定すると、正しく１山になる。
以下に、この症状を説明します。
時間と労力をかなり費やして、いろいろ試してみたのですが、次の様な「疑惑」が生じました。

（疑惑）➢ Si 層の厚さが不均一なのでは？

成績票には、”Actual Measurement: Sensitive Thickness” とありますが、
これは、SSDの静電容量などで測定した値ですか？
問題は 「厚さの一様性」で、 ORTECはこれを保証してくれていない のでしょうか？

本年度も、同型番で ２個のSSD検出器を注文済みで、納品をお待ちしています。
見積番号 T-0000008739-001 2022.10/21 荷電粒子検出器 ２個
ORTEC TB-016-050-500
ORTEC TB-016-050-200
これらを含め、合計５個共に「挙動が変」だと、とても悲しいので、取り急ぎご報告させて頂きました。
どうぞ宜しくご検討いただき、対処方法をご教示賜りたく存じます。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

20

測定セットアップ（１）当方では、高エネルギー重イオンビームを、空気中に取出して、宇宙利用半導体に照射する試験を行っております。
左図がその照射セットアップです。
Ref) https://ribf.riken.jp/sisetu-kyoyo/HIbeam/
例えば、サイクロトロン加速器からの 84Kr 70 MeV/u ビームを、散乱膜 Au 45um を通過させビームを広げ、真空切り膜 Kapton 51um で空気中に取出してから、ビーム Flux を測定する、各種の透過型検出器を通過させ、更に「Energy Degrader：アルミ板 12枚の組合せ」で減速させ、ビームエネルギーを変えながら、半導体基板に照射しています。
問題のSSD検出器は、半導体基板と同じ位置に設置して、ビームエネルギーの測定に用いています。
注) 測定では、上流にある Plasticシンチ と SSD の coincidence トリガーで、測定しています。 → [巻末] 回路図参照
つまり、ビーム起因のイベントが保証されています。

● Beam 通過物の厚さ
Beam
Mon系
Au
KaptonIC1.AlIC1.mylar
PL.mylarPL.myAlPL.EJ212
Air1
Air2
avr気温
avr気圧

Kr用
μm
45.8
51.2
φ50
14.0
25.6
10.2
0.4
100.0
mm
mm
145.0 Kap～Edeg出口
200.0 Edeg出口～試料23.4 ℃
1017.4 hPa● Energy Degrader (EDeg)の厚さ 材質： アルミ
Edeg
Deg#
1
2
3
4
5
6
7
8
9
A
B
C

Ar,Kr用
採用
旧採用
μm
μm
10.20
12.80
25.02
23.80
48.59
100.24100.80196.39485.957000 Beam Shutter
4.50
5.48
975.392103(2000)

注）上図と、ビーム方向が逆で描いてあります。
2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

21

測定セットアップ（２）SSDテレスコープ
２層ｘ２組

左図は、SSD検出器４個 を、照射位置に設置した写真です。
➢ 黒い絶縁性ハウジング(デルリン)箱の中に、それぞれ２個づつ (2-Layers) SSD を入れてあります。
詳細は、左下の図面参照

Beam➢ ビーム入射窓には、アルミ・コリメーター Φ5mm 厚さ5mm を取付け、コリメータ穴は、 Aluminized Mylar 2.5um で遮光してあります。
➢ コリメーターを取付けた理由は、
SSD 50mm2 「Si 板の周辺部」 が、 Au や Al 電極の取付で盛り上がっていますので、この部分を避けて照射させる為です。 これは誰しも皆、気を付けている方策です。

アルミ Edeg板
厚さ調整器

ハウジング：黒デルリンの上流側に Alumi コリメータ取付

50mm2 SSD ２個 テレスコープ
ハウジング組図➢ 因みに、84Kr ビームの Alumi中 Range は、1mm なので、不要なビームはコリメータ中で完全に止まります。
また、コリメータ穴 直径Φ5mm は、
50mm2 直径 Φ 8mm より十分小さくしてあります。

Lay2
Layer1穴Φ7mm

材質：黒デルリン

以下のページでは、このセットアップで、Edeg板の厚さを変化させながら、
2-Layer テレスコープ構成しにた SSD の
２次元スペクトルを示します。

このハウジングの上流側Beam入口穴にAlumiコリメータを取付けました

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

22

測定結果(1-1a) Krビーム： Layer1=150um vs. Lay2=300um

2301KrEDeg厚を変化させながら測定したスペクトルを重ね合わせた説明図

Kr

Y : Layer2=300um

511 umLay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E
Lay1 ⊿ E mode
Lay2 E mode

100 um
ED= 0 um

《 ２次元スペクトルの見方 》
赤く濃い部分が Kr ビームです。
それ以外の点は、核反応で生じた Kr より軽い粒子(ゴミ)です。

611um

Lay1 E mode
Lay2 not reach
883 um
831 um

756 um

X : Layer1=150um
2301 Kr 70MeV/u Run: ssd11
Lay1: sB1 150 um Sel# 21365111 購入品 90V(*)
Lay2: sB2 300 um Sel# 21365112 購入品 140V定格
Trig= PL1 (30 kcps) & SSDor (500 cps)(*) 定格110VだとBaseLineが不安定だったので低めにした

この２次元スペクトル「変」です…。
２つ山になって変化しています。
次頁以降では、この重ね合わせ図 を,それぞれの Edeg厚さ 毎のスペクトルに分解して示してみます。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

左図は、SSDテレスコープ
Layer1： 150 um 2021購入品
Layer2： 300 um 2021購入品 の組合せで、
Edeg 板厚 = 0 um ～ 908 um の範囲で変化させた場合の、２次元エネルギースペクトルです。
ご存知の様に、
Edeg厚を厚くして行くと、ビームエネルギーが減衰し、２層それぞれのSSD検出器中での「測定モード」が、⊿E mode ： ビーム突抜け から、
E mode ： ビーム full stopと変化します。
これを２次元プロットすると、左図の様に「右回りの３角形」になります。

前述の様に、
この測定では、ビームは沢山の物質を通過してから SSD 検出器に入射しますので、様々な核反応生成物も同時に観測されます。
しかしながら、
核反応生成物(ゴミ)の割合は、Krビームの約２桁以下の確率であり、また、
核反応生成物は、Krより軽い粒子 ( E(Kr) > 40～50 MeV/uでは核破砕反応が主 )なので、ビーム３角形の内側に 薄い青色の ３角形が沢山描かれるようになります。 → 参照） pg.10 Arの場合
一方で、
Kr ビーム自身は、必ず１本線上の３角形になります。
そのビームエネルギーが広がっても、Krである限り、同じ１本線上の３角形に広がった分布になります。 → 参照） pg.10 Arの場合同様に、加速器(サイクロトロン)からのビーム取出しが悪く(Single Turn Extractionでなく)、異なるエネルギー値のKrビームが混ざっている場合 や、
SSD より上流でビームが通過する物質厚が不均一で、Krビームエネルギー分布が２山になったとしても、同じ１本線上の３角形に広がった分布になります。 つまり「２山を作れるのは、SSD検出器の内部 or 測定回路系」と思われます。
EG＆G SSD２山問題:

23

測定結果(1-1b) Krビーム： Layer1=150um vs. Lay2=300um

2301Kr
Y : Layer2=300um

ED= 0 um

Y-projection

ED= 511 um

ED= 100 um

4点
2山

2山

4点

2山 → 1山へ

4点
Lay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E

Lay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E

Lay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E → E

X-projection
2山

2山

2山

X : Layer1=150um
ED= 611 um

2点

ED= 756 um

ED= 831 um

1山
Lay1 ⊿ E → E
Lay2 E
2点

Lay1 ⊿ E
Lay2 E

2山

Lay1 E
Lay2 beam not reached

2山 → 1山へ

この頁に示した”変化” が➢ ⊿Eモード：粒子突抜け のエネルギーで測定すると、「Peakが２山」になる。
➢ Eモード：粒子停止のエネルギーで測定すると、正しく１山になる。
という事です。
2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

1山

1山「ずっと２山」なら、「回路系が悪い！」と判断がつくのですが、「⊿E, E–mode の違いによって変化」するので、「検出器が悪いのかも…」 と疑っている次第です。
24

測定結果(1-2a) Krビーム： Layer1= 20um vs. Lay2= 700um

2301Kr245 um

Kr

Lay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E➢ Lay1 : X軸方向 : 20 um ORTEC 旧製品 を見ると、
Lay1 ⊿E mode 領域で “２山” が、ほぼ無くなります。→ 旧製品だと正常

Y : Layer2= 700um

100 um
ED= 0 um

左図は、SSDテレスコープ
Layer1： 20 um 数十年前に ORETEC から購入品 Sel# 18-958G
Layer2： 300 um 2021購入品 の組合せで、
Edeg 板厚 = 0 um ～ 908 um の範囲で変化させた場合の、２次元エネルギースペクトルです。

611um

Lay1 ⊿ E mode
Lay2 E mode

883 um➢ Lay2 : Y軸方向： 300 um 2021購入品 では、次頁の拡大図 ED = 0 um, 100um を見ると、
Lay2 ⊿E mode 領域で “２山” で、Lay2 E mode 領域で “１山” に戻る という同じ症状でした。

旧製品でも、⊿E → E mode への変化点近傍
では、一時的に２山化 若しくは山が幅広になります。
後述 p.8 参照。

縦に降る雨は、
厚いLay2 700 um 中で
X : Layer1= 20um
核反応して、2301 Kr 70MeV/u Run: ssd11
軽粒子となりLay1: sA1 20 um Sel# 18-958G 旧品 20V
Lay2 で止まらずに
Lay2: sA2 700 um Sel# 21365113 購入品 120V定格
突抜け(⊿Eが減少)
Trig= PL1 (30 kcps) & SSDor (500 cps)
したイベントです。

AirT 気温AirP 気圧23.7
1011.023.7 ℃
1011.0 hPa

84Kr

Beam

62.80961.75861.73861.45059.88359.68159.66857.179A=84 Z=36
ExpR:実測⊿ExpR
Rin SiLET
μm
in Si
9.559 1611.2
10.219 1375.9
10.339 1338.8
10.342 1338.1
10.374 1327.9
10.553 1272.7
10.576 1265.5
10.578 1265.1
10.910 1185.2

0.0
R Al
μm
1422.81219.31187.61187.01178.21130.91124.71124.31050.053.72911.373 1075.0

947.1

δEbm補正 [%]69.59-0.66 -0.660 %EDeg出口まで

E
MeV/u

Ebm公称

EG＆G SSD２山問題:

厚さ45.80 μm51.20 μm0.60 μm IC1無し
14.54 μm
100.0 μm Φ35,500um
10.2 μm
0.4 μm145.0 mm PL1出口迄
200.0 mm PL1出口～試料表面

0.9853ThkStd注釈) SSD 検出器位置でのKr ビームエネルギー と Si材中飛程
は、右表のように別途実測しており、E(Kr) = 53.729 MeV/u
Range in Si = 1075 umでした。尚、Range 計算には、
SRIM-2013 コードを使用しています。
2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

ビームライン常設物 ref) params
45.80
Au
51.20
Kapton0.6
IC1.Al14.5
IC1.mylar
100.0
PL.EJ212
10.2
PL.mylar
0.4
PL.Al(mylar)
145.0
Air1
200.0
Air2

in Vaccaft Auaft Kap
aft IC1-Al
aft IC1-Mylar
aft PL-EJ212
aft PL-Mylar
aft PL-Al(Mylar)
aft Air1

69.6

69.1311050

照射物位置でaft Air2

25測定結果(1-2b) Krビーム： Layer1= 20um vs. Lay2= 700um

2301Kr
Y : Layer2= 700um

ED= 0 um

ED= 100 um

ED= 245 um

2点

2点

2山

2点

2山→1山へ2山

Lay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E

Lay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E → E

Lay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E

1山

1山

1山

X : Layer1= 20um
ED= 883 um

ED= 611 um

1山Lay1 ⊿ E → E
Lay2 E1山

Lay1 ⊿ E
Lay2 E

1山

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

2点

1山 → 2山

EG＆G SSD２山問題:

26

シロート考え の 疑惑

HV

+
～

-

-

+

+ -

E mode⊿E mode-

H.I. beam⊿E mode+ - ++ -ご存知の様に、⊿E → E mode への変化点近傍
では、Recoil Out 核子が電荷を持ち去ったり、
SSD電極の電荷収集が不完全だったり、などの影響で、エネルギー Peak 幅が広がりやすくなります。
でも、これは昔購入していた 旧品 でも見受けられた現象でした。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田+

今問題となっている、⊿E mode が いつも「変」 で ２山となる、考えられる原因として、
Si ウエハーの厚さの非一様性 ？
電極面がウエハーとうまく接合されていない ？
( 接合面近傍で、電荷収集が不均一 )などが、シロートながらに考えられます。

EG＆G SSD２山問題:

27

以下に、幾つかの測定例を示します。

例02： 購入品で ビーム核種を変えた 測定

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

28

2301Kr 測定結果(１-1a) Krビーム： set1( Lay1,2 = 20, 700um ) set2( Lay1,2 = 150, 300um )前述 Krビーム での SSD set1 と set2 それぞれの 2D プロット を並べて再表示しておきます。 次頁との比較の為。

2301Kr scnEDssd11 20-700,150-300:ArKr-set 30s

for Ecal, Clm=Φ5, Trg=AND, 20-120,90-140V

2301 Kr 70 MeV/u Run: ssd11
Trig= PL1 (30 kcps) & SSDor (500 cps)

245 umKrKr
511 um

ED= 0 um

Y : Layer2= 300um

Y : Layer2= 700um

100 um611um

100 um
ED= 0 um

611um

883 um
756 um

X : Layer1= 20um

X : Layer1=150um

Lay1: sA1 20 um Sel# 18-958G 旧品 20V
Lay2: sA2 700 um Sel# 21365113 購入品 120V定格

Lay1: sB1 150 um Sel# 21365111 購入品 90V低め
Lay2: sB2 300 um Sel# 21365112 購入品 140V定格

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

292301Ar 測定結果(２-1a) Arビーム： set1( Lay1,2 = 20, 700um ) set2( Lay1,2 = 150, 300um )同じ SSD 2層テレスコープ を用いて、Ar ビームで測定した結果です。

2301Ar scnEDssd14 20-700,150-300:ArKr-set 30s

for Ecal, Trg=AND, 20-120,90-140V

2301 Ar 95 MeV/u Run: ssd14 コリΦ５
Trig= PL1 (30 kcps) & SSDor (1.2k cps)

2689

2399

Ar

2885 um

Y : Layer2=300um

Y : Layer2= 700um

Ar

3078
3203

ED= 0 um

3310

2885

3078 um

2689
2399
3203
ED= 0 um

3387 um

X : Layer1= 20um
小さな右周り３角形は、
Lay1: sA1 20 um Sel# 18-958G 旧品 20V(1.82uA)
Ar が核破砕してLay2: sA2 700 um Sel# 21365113 購入品 120V定格(1.73uA)
軽粒子となった核種です。
Arの場合、EDeg板厚が厚いので、ArはKrより軽核で、SSDに入射するまでに陽子数が少ないので、エネルギー幅が広がります。
核破砕で、しかし、同じ核種ならば、決められた同じ
陽子１個、２個…ヌケ
右回り三角形の“辺上に長く分布”し、の“軌跡の分離”が三角形軌跡の大きさは変わりません。
見えやすくなっています。

X : Layer1=150um

ビームライン常設物 ref) params
73.00
Au
51.20
Kapton0.60
IC1.Al14.54
IC1.mylar
500.0
PL.EJ212
10.2
PL.mylar
0.4
PL.Al(mylar)
145.0
Air1
200.0
Air2

AirT 気温AirP 気圧Lay1: sB1 150 um Sel# 21365111 購入品 90V低め(5.23uA)
ThkStdLay2: sB2 300 um Sel# 21365112 購入品 140V定格(3.45uA) Beam
Ebm公称

δEbm補正 [%]EDeg出口まで

注釈) SSD 検出器位置でのAr ビームエネルギー と Si材中飛程は、E(Ar) = 85.104 MeV/u
Range in Si = 3866 um

in Vaccaft Auaft Kap
aft IC1-Al
aft IC1-Mylar
aft PL-EJ212
aft PL-Mylar
aft PL-Al(Mylar)
aft Air1

EG＆G SSD２山問題:

23.1 ℃
1010.9 hPa
0.9872

40Ar
93.21
3.074

91.63391.18991.18191.05687.69687.60987.60386.555

A=40 Z=18
ExpR:実測⊿ExpR
LET
Rin Siin Si
μm
2.018 4760.7
2.090 4387.3
2.098 4351.0
2.098 4350.3
2.100 4340.2
2.157 4066.0
2.159 4058.9
2.159 4058.4
2.179 3977.5

0.0
R Al
μm
4208.43877.63845.63845.03836.03594.13587.83587.43515.085.1042.208 3866.0

3415.193.2083.074 %
E
MeV/u

96.0733515

照射物位置でaft Air2

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

23.1
1010.9厚さ
73.00 μm51.20 μm0.60 μm14.54 μm500.0 μm
10.20 μm
0.40 μm
145.0 mm PL1出口迄
200.0 mm PL1出口～試料表面30

2301Ar 測定結果(２-1b) Arビーム： set1( Lay1,2 = 20, 700um )Y : Lay2= 700um

ED= 0 um

ED= 2399 um

ED= 2689 um

～1山！
幅広
～1山！

～1点！

～1点！

Lay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E～1山！

Lay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E

1山

Lay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E

1山

X : Lay1= 20um
ED= 3203 um

Lay1 E
Lay2 ⊿ E

1山！

Arのような軽粒子 になると、Lay2 700um が ⊿E mode でも”１山！”に見える。
これは、軽粒子なので、高エネルギーの時(Bragg Peakの十分手前)では、
dE/dX: LET の変化率が少なく、SSDのエネルギー分解能が足りず、分離できていない為と思われます。

1山

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

31

2301Ar 測定結果(２-1c) Arビーム： set2( Lay1,2 = 150, 300um )Y : Lay2= 300um

ED= 0 um

ED= 2399 um

ED= 2885 um

2点

Lay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E

2山
幅広

2山
2点
～1山

～1点

Lay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E

Lay1 ⊿ E
Lay2 ⊿ E

～1山

～1山

～1山

X : Lay1= 150um

Arの場合、
更に Edeg厚さが厚いので、Arのエネルギー広がりが大きくなり、
２山の分離が悪くなってきます。
でも 2D プロットで見ると、Krの時と同じ傾向が、辛うじて見えています。

ED= 3078 um

ED= 3203 um

2点

Lay1 ⊿ E
Lay2 E
1山
幅広
2点

Lay1 ⊿ E
Lay2 E

1山
幅広

2山

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

1山幅広

EG＆G SSD２山問題:

32

以下の例では、説明用に編集するのが面倒だったので、各スペクトルの 「解析Log」をそのママ掲載 させて頂きました。
CAMAC トリガーRate [cps] 《注1》= Plastic1 [cps] AND SSDor [cps]EDeg厚さ変化範囲 =０ ～ **μm の ** 点 を ** sec 毎に測定「解析Log」の見方説明
Runコメント
測定 年・月・核種

Run#

テレスコープAset
１層目 sA1 X軸
2 層目 sA2 Y軸

テレスコープBset
１層目 sB1 X軸
2 層目 sB2 Y軸

Y軸projection
青： ≧ Xthr値
橙： < Xthr値

X軸projection

SAmp Gain ( Attenuator [dB] )更にSAmp 内部のGain Jumper x 0.1
が必ず入っています。

SSD公称厚, ORTEC-Sel#
印加HV ( 電流値 )※ 測定日が異なるのは、企業の有償利用の合間を狙って、採り貯めた為です。
各回に、色々と条件を変えながら測定したので、以下では、説明しやすい様に適当な順番に並べなおして掲載しています。
よって、いくつかの重複掲載がありますが、ご了承ください。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:《注1》 巻末「回路図」参照
上流： PLシンチ 位置でのビーム面積は Φ50mm です。
下流： SSD検出器の入口コリメータ穴径は Φ5～7mm で、
sA1-sA2 set と sB1-sB2 set のレートの OR です。
33

以下に、幾つかの測定例を示します。

例03： 購入品で ビーム核種を変えた 測定⚫ 前述の 例01,02 の 解析Log も、比較のために再掲載しておきます。
⚫ 12C 135 MeV/u と、 129Xe 35.5 MeV/u の測定結果も追記しました。
→ 旧品 でも、２山になる場合が見受けられました。
旧品 なら○、 購入品 は☓とは一概に言えない様に思えてきました。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

34

20-700,150-300:ArKr-set 30s

2301KrscnEDssd11

for Ecal, Clm=Φ5, Trg=AND, 20-120,90-140V

Ecal コリΦ５
Trig(cps)= PL1( 30k ) & Sor( 500 )ED= ０～ 957 um 52 点 x 30s

旧品 20umでも,２山になる！？

sA1 x100x9 ( 0 )20 um # 18-958G 旧品 20 V ( 1.83 uA)

sB1 x20x10 ( 0 )sA2 x20x6 ( 0 )700 um # 21365113 購入 120 V定格 ( 1.77 uA)

sB2 x20x10 ( 8 )2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

150 um # 21365111 購入 90 V低め ( 5.17 uA)
300 um # 21365112 購入 140 V定格 ( 3.39 uA)35

20-700,150-300:ArKr-set 30s

2301ArscnEDssd14

for Ecal, Trg=AND, 20-120,90-140V

sA1 x200x12 ( 0 )20 um # 18-958G 旧品 20 V ( 1.82 uA)

sB1 x100x7 ( 0 )sA2 x50x6 ( 2 )700 um # 21365113 購入 120 V定格 ( 2.73 uA)sB2 x50x10 ( 0 )2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

Ecal 2山問題 コリΦ5t5
Trig(cps)= PL1( 30 k ) & Sor( 1.2k )ED= ０～ 3599 um 42 点 x 30s

150 um # 21365111 購入 90 V低め ( 5.23 uA)
300 um # 21365112 購入 140 V定格 ( 3.45 uA)36

50-2000,2000-2000:C,Ar-set 30s

2302C

scnEDssd01

for EDthcal, Clm=Φ5, Trg=AND, 20-400,400-400V

ED厚cal コリΦ10t25
Trig(cps)= PL1( 30k ) & Sor( 2k )ED= ０～ 175 um 23 点 x 30s

旧品 20umでも,２山になる！？

sA1 x50x5 ( 4 )50 um # 20-638A 旧品 20V (1.71uA)

sB1 x100x8 ( 0 )sA2 x50x6 ( 2 )2000 um # 20-195A 旧品 400V(3.18uA)

sB2 x50x8 ( 8)2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

2000 um # 20-195I 旧品 400V (6.92uA)2000 um # 20-195E 旧品 400V (4.11uA)

37

Ecal コリΦ５
Trig(cps)= PL1( 6k ) & Sor( 600 )ED= ０～ 217 um 22 点 x 30s

150-300,20-700um:Xe-set 30s

2301Xe_MS2 scnEDssd01

Ecal用 HVnrm:110,140,20,120V, Shp=0.5us 遮光膜有ED= 0～18 um
24 um
39
50

ED= 0～14 um

24 um

sA1 x20x5 ( 0 )sA2 x100x6 ( 0 )139 um

150 um Sel# 21365111 購入 110 V定格 ( 1.90 uA)
300 um Sel# 21365112 購入 140 V定格 ( 1.76 uA)

sB1 x100x8 ( 0 )20 um Sel# 18-958G 旧品 20 V ( 1.59 uA)

sB2 x20x8 ( 0 )700 um Sel# 21365113 購入 120 V定格 ( 3.08 uA)

sA2 300um は 、Eモードで、ずっと１山だった。
sA1 150um では、ビームのE幅が広いためか⊿Eモードで、幅広の１山で遷移し、Eモードになると、幅狭の１山だった。
2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田んん？？ 旧品20um でも ずっと２山？？
PreAmpが原因？？
Xeだと20umでも分離が良くなるから？

EG＆G SSD２山問題:

38例０４： 旧品 で測定⚫ 当方で手持ちの旧品 ： 1990年代頃に購入、全て 透過型SSDで 50mm2 が多い。
を用いて測定したスペクトルを何例か示しました。
⚫ 本来なら、 購入品 と同じ厚さ で比較すべき所なのですが、あいにくそのような在庫が無かったので、良い比較ではないかもしれません。
（と言うか、在庫が無い厚さを購入した経緯ですので）

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

39

2山問題 コリ無 C,Ar用：旧品
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & Sor( 1.0 k )ED= ０～ 3564 um 35 点 x 120sタメ

50-2000,2000-2000u:C,Ar-set_120s

2212ArsA1 x200x5 ( 4 )sA2 x50x6 ( 2,8 )scnEDssd14

貯め, Shp=0.5us

50 um # 20-638A 旧品 20V (1.63uA)

sB1 x20x8 ( 0 )2000 um # 20-195A 旧品 400V(3.35uA)

sB2 x20x8 ( 0 )★ sA1, sA2 共に全領域で１山。綺麗なデータ。
★ Ar 停止後の２次粒子も綺麗。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田2000 um # 20-195I 旧品 400V (6.78uA)
2000 um # 20-195E 旧品 400V (3.89uA)★ sB1, sB2 共に全領域で１山。綺麗なデータ。
★ Ar 停止後の２次粒子も綺麗。

EG＆G SSD２山問題:

40

50-2000,2000-2000:C,Ar-set 300s

2301ArscnEDssd11

for Ecal, Trg=AND, 20-400,400-400V

sA1 x100x8 ( 0 )50 um # 20-638A 旧品 20V (1.76uA)

sA2 x20x8 ( 0 )2000 um # 20-195A 旧品 400V(3.17uA)

Ecal タメ コリΦ７t5
Trig(cps)= PL1( 30 k ) & Sor( 1.2k )ED= ０～ 3204 um 15 点 x 300s

★ see-> ED薄 ⊿E大の2成分有？

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

41

50-2000,2000-2000u:C,Ar-set_20s

2212KrscnEDssd16

Gain変更, HVnorm, Shp=0.5us

sA1 x100x5 ( 8 )50 um # 20-638A 旧品 20V (1.65uA)

sA2 x20x6 ( 8 )2000 um # 20-195A 旧品 400V(3.27uA)

Ecalタメ コリ無 遮光有 C,Ar-setでTrig(cps)= PL1( 25 k ) & Sor( 1.1 k )ED= ０～ 975 um 19 点 x 20s★ sA2 2000um Emode で 下側に２山 あり。
混じり？ Or sA1 50um で reactionか？
sA2 下に降る雨 tail が大きい。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

42

例０５： 購入品で Beam Intensity 変化⚫ Arビームの ビームFlux を 1/10 にして比較しました。
→ ２山現象は、改善されませんでした。

そもそも pile up は、PHが２倍の位置にでますので、真横に２山とは、別の現象なので当然ですが。。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

43

Beam Rate [基準]2210ArsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6.5 ( 4 )scnEDssd112210Kr-gainのママ タメ

300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.93 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.93 uA)★ ⊿E-E modeの時だけ２山
他は１山

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田2山問題 コリ無 HV定格
Trig(cps)= PL1( 11 k ) & Sor( 600 )ED= ０～ 3400 um 21 点 x 60s2)300-700,150-1000u:Kr-set_60s

sB1 x20x8 ( 0 )sB2 x5x6 ( 1,2,4,8 )150 um # 21365111 購入 100 V 低め ( 4.70 uA)1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.61 uA)★ ｓA1,A2と同じ傾向。
但し、150umが ２山になり始め(ED=3009) るのが、
300um (ED=2689)より遅い(～300um)厚くなってから)

EG＆G SSD２山問題:

44

Beam Rate x 1/10

2210ArsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6.5 ( 4 )scnEDssd123)300-700,150-1000u:Kr-set_30s
Beam 1/10

300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.93 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.93 uA)

sB1 x20x8 ( 0 )sB2 x5x6 ( 1,2,4,8 )2山問題 コリ無 HV定格 Beam1/10
Trig(cps)= PL1( 1.2 k ) & Sor( 60 )ED= ０～ 3400 um 21 点 x 30s

150 um # 21365111 購入 100 V 低め ( 4.70 uA)1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.61 uA)★ Beam 1/10 にしても、２山は変化なし。
sA1やsB1の tail の引き方も変化なし。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

45

例０６： 購入品で SAｍｐ Shaping 変更⚫ Arビームで、 ORTEC SAmp の Shaping を
0.5μs (標準) → 2μs → 6µs に変化させた。
※ 印加HV値が異なる Run の比較なので、わかりずらいですが…。
→ ２山には殆ど変化なし。
Peak の tail 部分の様相が変化した。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

46

SAmp Shaping= 0.5μs [基準]2212ArsA1 x50x5 ( 4 )sA2 x50x6 ( 2 )scnEDssd16

300-700,150-1000u:Kr-set_30s
HVnorm, 正順 EDset変更, Shp=0.5us

300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.64 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.60 uA)

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田sB1 x100x8 ( 0 )sB2 x50x8 ( 8 )EG＆G SSD２山問題:

2山問題 コリ無 HV定格
Trig(cps)= PL1( 30 k ) & Sor( 1.5 k )ED= ０～ 3564 um 47 点 x 30s

150 um # 21365111 購入 110 V 定格 ( 5.07 uA)
1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.72 uA)

47

SAmp Shaping= ２μs

2212ArsA1 x50x5 ( 4 )sA2 x50x6 ( 2 )scnEDssd19

300-700,150-1000u:Kr-set_30s
SAmp Shaping 変更=0.5->2us, 正順 HV= -20%

300 um # 21365112 購入 110 V -20% ( 1.65 uA)
700 um # 21365113 購入 90 V -20% ( 1.62 uA)★ Run#16: HV 正規 と比べ、
sA1,sA2 共に Gain が大きくなった。
その他は同じ傾向。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田sB1 x100x8 ( 0 )sB2 x50x8 ( 8 )2山問題 コリ無 HV -20% Shaping2μ
Trig(cps)= PL1( 30 k ) & Sor( 1.5 k )ED= ０～ 3252 um 30 点まで x 30s

150 um # 21365111 購入 80 V -20% ( 5.02 uA)
1000 um # 18-1029B 旧品 160 V -20% ( 3.61 uA)★ Run#16: HV 正規 と比べ、sB2 厚い の Gain が大きくなり、上に降る雨が顕著になった。
sB1 薄い の Gain 変動は少ない。

EG＆G SSD２山問題:

48

SAmp Shaping= ６μs

2212ArsA1 x50x5 ( 4 )sA2 x50x6 ( 2 )scnEDssd20

300-700,150-1000u:Kr-set_30s
SAmp Shaping変更= 0.5->6us, 正順 HV= -20%

300 um # 21365112 購入 110 V -20% ( 1.65 uA)
700 um # 21365113 購入 90 V -20% ( 1.62 uA)★ Run#16: HV 正規 と比べ、
sA1,sA2 共に Gain が大きくなった。
その他は同じ傾向。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田sB1 x100x8 ( 0 )sB2 x50x8 ( 8 )2山問題 コリ無 HV -20% Shaping6μ
Trig(cps)= PL1( 30 k ) & Sor( 1.5 k )ED= ０～ 3252 um 30 点まで x 30s

150 um # 21365111 購入 80 V -20% ( 5.02 uA)
1000 um # 18-1029B 旧品 160 V -20% ( 3.61 uA)★ Run#16: HV 正規 と比べ、sB2 厚い の Gain が大きくなり、上に降る雨が顕著になった。
sB1 薄い の Gain 変動は少ない。

EG＆G SSD２山問題:

49

例０７： 購入品で コリメータ取付⚫ Krビームで、
まだ専用コリメータを製作していなかった頃(2022.12月)に、お手製のコリメータ Φ５ 2mm thick を取付けて比較しました。
→ ２山問題については 殆ど改善無し でした。

※ 尚、 2023.1月以降のスペクトルは、専用コリメータ Φ５ 5mm thick 付きのスペクトルです。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

50

300-700,150-1000um:Kr-set 60s

2212KrsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6 ( 2 )scnEDssd11

正順, HVnom, Shp=0.5us 遮光膜無300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.71 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.69 uA)

sB1 x50x8 ( 8 )sB2 x20x8 ( 8 )2山問題

2山問題 コリ無 遮光無 HV定格
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & Sor( 1.0 k )ED= ０～ 908 um 21 点 x 60s

150 um # 21365111 購入 110 V 定格 ( 5.30 uA)1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.73 uA)(比較基準) コリ無し、遮光膜無し

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

51

300-700,150-1000um:Kr-set 60s

2212KrsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6 ( 2 )scnEDssd12

2山問題

コリ有 Φ5t2, HVnom, Shp=0.5us

300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.71 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.69 uA)

sB1 x50x8 ( 8 )sB2 x20x8 ( 8 )2山問題 自作コリΦ5t2 遮光無 HV定格
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & Sor( 0.5 k )ED= ０～ 908 um 21 点 x 60s

150 um # 21365111 購入 110 V 定格 ( 5.30 uA)1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.73 uA)

自作コリΦ5 t2有で、カウントレートが半分になり、
sA1,sA2は、下と左に降る雨が減少
sB1の“右に”降る雨が減少。
2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

52

例０８： 購入品で SSD面を裏返し⚫ Ar と Kr ビームで、
SSDの上流面を Au 蒸着面 と、裏返しして Alumi 蒸着面 の２通りに付いて比較。
→ 蒸着面での E 損失が異なるので、Peak 位置や、２山の分離具合(⊿Eの差か？）に多少の変化がありましたが、２山問題については 殆ど改善無し でした。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

53

Au蒸着面が上流 [基準]2210ArsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6.5 ( 4 )scnEDssd134)300-700,150-1000u:Kr-set_30s
sA1 Gain change

300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.93 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.93 uA)

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田sB1 x20x8 ( 0 )sB2 x5x6 ( 1,2,4,8 )EG＆G SSD２山問題:

2山問題 コリ無 HV定格
Trig(cps)= PL1( 11 k ) & Sor( 600 )ED= ０～ 3400 um 21 点 x 30s

150 um # 21365111 購入 100 V 低め ( 4.70 uA)1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.61 uA)

54

Alumi 蒸着面が上流 [裏返し]2210ArsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6.5 ( 4 )scnEDssd17

裏返し AL面上流側

300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.83 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.96 uA)

sB1 x20x8 ( 0 )sB2 x5x6 ( 1,2,4,8 )★ sA1 ２山がの分離が良くなる
PH位置は、Arでは、
Au層->AL層になっても殆ど変化なし

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田2山問題 コリ無 HV定格 裏返し
Trig(cps)= PL1( 11 k ) & Sor( 600 )ED= ０～ 3400 um 21 点 x 30s8)300-700,150-1000u:Kr-set_30s

150 um # 21365111 購入 100 V 低め ( 4.62 uA)
1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.57 uA)★ sB1 ２山がの分離が良くなる
sA1と同じ傾向

EG＆G SSD２山問題:

55

Au蒸着面が上流 [基準]2212KrsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6 ( 2 )scnEDssd11

300-700,150-1000um:Kr-set 60s
正順, HVnom, Shp=0.5us 遮光膜無300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.71 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.69 uA)

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田sB1 x50x8 ( 8 )sB2 x20x8 ( 8 )EG＆G SSD２山問題:

2山問題 コリ無 遮光無 HV定格
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & Sor( 1.0 k )ED= ０～ 908 um 21 点 x 60s

150 um # 21365111 購入 110 V 定格 ( 5.30 uA)1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.73 uA)

56

Alumi 蒸着面が上流 [裏返し]2212KrsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6 ( 2 )scnEDssd13

300-700,150-1000um:Kr-set 60s
裏返し AL面上流, HVnom, Shp=0.5us

300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.71 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.69 uA)

sB1 x50x8 ( 8 )sB2 x20x8 ( 8 )2山問題 コリ無 遮光無 HV定格 裏返し
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & Sor( 1.0 k )ED= ０～ 908 um 21 点 x 60s

150 um # 21365111 購入 110 V 定格 ( 5.30 uA)1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.73 uA)(基準 ssd11)と比べて、上流面が Au → Alumi 電極になったので、エネルギーが少し上がった (PH がズレた）。
他は大きな変化なし。
2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

57

例０９： 購入品で HV変化
⚫ Ar と Kr ビームで、SSDに印加するHV値を、定格±20% の範囲で変化させた場合です。
→ ２山の分離具合に有意な変化がありました。
本来、印加HVが十分で、空乏層の厚さ 及び 電荷収集効率が安定ならば、スペクトラムは変わらない筈です。
でも、１山目 と ２山目 の 間隔が 印加HV と共に変化する
それが ⊿E モードの時に 顕著であるというのは、「空乏層と電極に起因する何か？」に原因がありそうです。
若しくは、 「HV の掛け過ぎ」 による現象かもしれません。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

58

HV [基準] ＋２０％

2212ArsA1 x50x5 ( 4 )sA2 x50x6 ( 2 )scnEDssd17

HV= +20%, 正順, Shp=0.5us

300 um # 21365112 購入 170 V +20% ( 1.68 uA)
700 um # 21365113 購入 150 V +20% ( 1.62 uA)★ Run#16: HV 正規 と比べ、４山の傾向は同じだが、E大側２山の”分離が良く”なった。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田2山問題 コリ無 HV +20%
Trig(cps)= PL1( 30 k ) & Sor( 1.5 k )ED= ０～ 3564 um 47 点 x 30s

300-700,150-1000u:Kr-set_30s

sB1 x100x8 ( 0 )sB2 x50x8 ( 8 )150 um # 21365111 購入 140 V +20% ( 5.51 uA)
1000 um # 18-1029B 旧品 260 V +20% ( 3.67 uA)★ 同左 sA1,sA2 と同じ兆候が見える。

EG＆G SSD２山問題:

59

HV [基準]2212ArsA1 x50x5 ( 4 )sA2 x50x6 ( 2 )scnEDssd16

300-700,150-1000u:Kr-set_30s
HVnorm, 正順 EDset変更, Shp=0.5us

300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.64 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.60 uA)

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田sB1 x100x8 ( 0 )sB2 x50x8 ( 8 )EG＆G SSD２山問題:

2山問題 コリ無 HV定格
Trig(cps)= PL1( 30 k ) & Sor( 1.5 k )ED= ０～ 3564 um 47 点 x 30s

150 um # 21365111 購入 110 V 定格 ( 5.07 uA)
1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.72 uA)60

HV [基準] ー ２０％

2212ArsA1 x50x5 ( 4 )sA2 x50x6 ( 2 )scnEDssd18

2山問題 コリ無 HV -20%
Trig(cps)= PL1( 30 k ) & Sor( 1.5 k )ED= ０～ 3564 um 47 点 x 30s

300-700,150-1000u:Kr-set_30s
HV= -20%, 正順, Shp=0.5us

300 um # 21365112 購入 110 V -20% ( 1.65 uA)
700 um # 21365113 購入 90 V -20% ( 1.62 uA)★ Run#16: HV 正規 と比べ、４山の傾向は同じだが、E大側２山の”分離が悪く”なった。

sB1 x100x8 ( 0 )sB2 x50x8 ( 8 )150 um # 21365111 購入 80 V -20% ( 5.02 uA)
1000 um # 18-1029B 旧品 160 V -20% ( 3.61 uA)★ 同左 sA1,sA2 と同じ兆候が見える。
★★ HV掛け過ぎだと -> PreAmpサチルのか？

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

61

HV [基準] ー ２０％

2212KrsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6 ( 2 )scnEDssd02

300-700,150-1000um:Kr-set 30s
正順, Gain調整, HVnom -20%, Shp=0.5us 遮光膜無300 um # 21365112 購入 110 V -20% ( 1.67 uA)
700 um # 21365113 購入 90 V -20% ( 1.64 uA)

HV定格(ssd11)と比べ、sA2 の PH が下がった。
ｓA1 の 2山 分離が悪くなった？

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田sB1 x50x8 ( 8 )sB2 x20x8 ( 8 )2山問題 コリ無 遮光無 HV-20%
Trig(cps)= PL1( 30 k ) & Sor( 1.5k )ED= ０～ 883 um 20 点 x 30s

150 um # 21365111 購入 80 V -20% ( 5.08 uA)
1000 um # 18-1029B 旧品 160 V -20% ( 3.69 uA)

HV定格(ssd11)と比べ、sB2 の PH は殆ど変化なし。 少し幅広になる。
ｓB1 の 2山 分離が悪くなった？

EG＆G SSD２山問題:

62

HV [基準]2212KrsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6 ( 2 )2山問題 コリ無 遮光無 HV定格
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & Sor( 1.0 k )ED= ０～ 908 um 21 点 x 60s

300-700,150-1000um:Kr-set 60s

scnEDssd11

正順, HVnom, Shp=0.5us 遮光膜無300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.71 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.69 uA)

sB1 x50x8 ( 8 )sB2 x20x8 ( 8 )150 um # 21365111 購入 110 V 定格 ( 5.30 uA)1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.73 uA)(比較基準) コリ無し、遮光膜無し HV定格
ｓA1 300uは、⊿Emodeで２山sA2 700uは、Emodeのみなので、１山に見える

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

ｓB1 150uは、⊿Emodeで２山sB2 1000uは、Emodeのみなので、１山に見える

EG＆G SSD２山問題:

63HV [基準] ー 1０％

2210KrsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6 ( 4 )scnEDssd011)300-700,150-1000u:Kr-set_30s

HV 100,100,100,200V

300 um # 21365112 購入 100 V -10% ( 1.68 uA)
700 um # 21365113 購入 100 V -20% ( 1.90 uA)

sB1 x20x8 ( 0 )sB2 x5x6 ( 1,2,4,8 )2山問題 コリ無 HV適当
Trig(cps)= PL1( 8 k ) & Sor( 1k )ED= ０～ 835 um 32 点 x 30s

150 um # 21365111 購入 100 V -10% ( 4.65 uA)
1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.49 uA)

SAmp gain が異なる Run で比較

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

64

HV [基準] +1０％2210KrsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6 ( 4 )scnEDssd02

slitΦ5, HV=少高め 150,130,120,200

300 um # 21365112 購入 150 V +7% ( 2.12 uA)
700 um # 21365113 購入 130 V +8% ( 2.14 uA)

sB1 x20x8 ( 0 )sB2 x5x6 ( 1,2,4,8 )150 um # 21365111 購入 120 V +9% ( 4.80 uA)1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.65 uA)★ ｓB1 HV up で 右に降る雨が減少。
コリΦ5で 各山のE広がりが減少⊿E-E 領域で暑くなると ４山に見える★ ｓA1 HV up で gain 少し増。
コリΦ5で 各山のE広がりが減少

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田2山問題 コリΦ5t1mm HV高め
Trig(cps)= PL1( 30 k ) & Sor( 1k )ED= ０～ 1000 um 43 点 x 30s2)300-700,150-1000u:Kr-set_30s

EG＆G SSD２山問題:

65

例１０： 購入品で PA交換
⚫ Ar ビームで、SSDテレスコープ：A-set B-set の PreAmp を
A-set = B-setのモノに交換 B-set = A-setのモノに交換 し、その後の回路系(SAmp, ADC 等)は同じ とした場合です。
→ ２山問題については 殆ど改善無し でした。

「巻末」の回路図に記した様に、➢ PAmp は、 ORTEC 142AG : sA1用 と、➢ 理研製( 6GeV max ) : sA2, sB1, sB2 用 を使っています。
理研製の PAmp (マニアルが無いので詳細は不明)が原因で、２山になっているという訳ではなさそうです。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

66

PAｍｐ [基準]2210ArsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6.5 ( 4 )8)300-700,150-1000u:Kr-set_30s

scnEDssd17

裏返し AL面上流側

300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.83 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.96 uA)

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田sB1 x20x8 ( 0 )sB2 x5x6 ( 1,2,4,8 )EG＆G SSD２山問題:

2山問題 コリ無 HV定格 裏返し
Trig(cps)= PL1( 11 k ) & Sor( 600 )ED= ０～ 3400 um 21 点 x 30s

150 um # 21365111 購入 100 V 低め ( 4.62 uA)
1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.57 uA)

67

PAｍｐ [交換]2210ArsB1 x20x5 ( 2,4 )sB2 x20x6.5 ( 4 )9)300-700,150-1000u:Kr-set_30s

scnEDssd18

裏返し, PAmp交換( sA1,2 → sB1,2) それ以降の回路は同じママ

300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.83 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.96 uA)★ sA1 ２山がの分離が少し悪くなる？
ch vs E 較正で比較しないとわからない。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田sA1 x20x8 ( 0 )sA2 x5x6 ( 1,2,4,8 )★ ssd17と比較して・・・
Gainが変わるので、見た目でしか比較できないがEG＆G SSD２山問題:

2山問題 コリ無 HV定格 裏返し PA交換
Trig(cps)= PL1( 11 k ) & Sor( 600 )ED= ０～ 3400 um 21 点 x 30s

150 um # 21365111 購入 100 V 低め ( 4.62 uA)
1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.57 uA)★ sB1 ２山がの分離が悪くなる？
sA1と同じ傾向68例１１： 購入品で テレスコープの順番交換⚫ Ar と Kr ビームで、SSDテレスコープを組む SSD検出器の順番 を変更。
（即ち、PreAmp も変更したことになる）
その後の回路系(SAmp, ADC 等)は同じ とした場合です。
→ ここまで変更すると、単純に比較が困難ですが、いずれにせよ、２山問題については 殆ど改善無し でした。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

69

薄->厚の順 [基準]2210ArsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6.5 ( 4 )scnEDssd134)300-700,150-1000u:Kr-set_30s
sA1 Gain change

300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.93 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.93 uA)

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田sB1 x20x8 ( 0 )sB2 x5x6 ( 1,2,4,8 )EG＆G SSD２山問題:

2山問題 コリ無 HV定格
Trig(cps)= PL1( 11 k ) & Sor( 600 )ED= ０～ 3400 um 21 点 x 30s

150 um # 21365111 購入 100 V 低め ( 4.70 uA)1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.61 uA)70

厚->薄の順 [逆順]2212ArscnEDssd11

700-300,1000-150u:Kr-set_30s
逆順(Lay1厚→Lay2薄), Shp=0.5us, Gain変更, Trg=AND

2山問題 コリ無 遮光有 HV定格 厚薄順
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & Sor( 1k )ED= ０～ 3400 um 34 点 x 30s

ｓA2 300um⊿Emode ２山sA1 x20x5 ( 0 )sA2 x20x6 ( 2 )700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.64 uA)
300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.59 uA)

sB1 x20x8 ( 1,4 )sB2 x20x8 ( 8 )ｓB2 150um はずっと 1山ｓA1 700um は 1山

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 5.31 uA)
150 um # 21365111 購入 90 V 低め ( 3.32 uA)

EG＆G SSD２山問題:

71薄->厚の順 [基準]2212KrsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6 ( 2 )scnEDssd11

300-700,150-1000um:Kr-set 60s
正順, HVnom, Shp=0.5us 遮光膜無300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.71 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.69 uA)ｓA1 300uは、⊿Emodeで２山sA2 700uは、Emodeのみなので、１山に見える

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

2山問題

sB1 x50x8 ( 8 )sB2 x20x8 ( 8 )2山問題 コリ無 遮光無 HV定格
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & Sor( 1.0 k )ED= ０～ 908 um 21 点 x 60s

150 um # 21365111 購入 110 V 定格 ( 5.30 uA)1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.73 uA)

ｓB1 150uは、⊿Emodeで２山sB2 1000uは、Emodeのみなので、１山に見える

EG＆G SSD２山問題:

72

別の組合せscnEDssd15

2212KrsA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6 ( 2 )2山問題 コリ無 遮光無 HV定格 組換え
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & Sor( 1.0 k )ED= ０～ 975 um 32 点 x 30s

150-300,700-1000u_30s
組換, HVnom, Shp=0.5us

150 um # 21365111 購入 110 V 定格 ( 2.44 uA)
300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.70 uA)ｓA1-sA2 の⊿E-⊿Emodeで、２点 → ４点になった！

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田sB1 x20x8 ( 8 ) Gain変更 700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 5.12 uA)sB2 x20x8 ( 8 )1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.85 uA)ｓB1 700uも ⊿Emodeで、２点になった！

EG＆G SSD２山問題:★ PAを変えると
HV cur が変わるのはPA内の HV抵抗値の違いらしい73

例１２： 購入品で オシロで波形を見た⚫ Kr ビームで、
PreAmp Out = SAmp IN と
SAmp Uni Out の信号を オシロでキャプチャしました。

→ PAｍｐ信号は、普通な感じでした。
SAmp 信号には、目で見ても２山成分 ありました。

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

74

2山問題 コリ無 遮光無 HV定格
Trig(cps)= PL1( 25 k ) & Sor( 1.0 k )ED= ０～ 908 um 21 点 x 60s

300-700,150-1000um:Kr-set 60s

2212KrscnEDssd11

正順, HVnom, Shp=0.5us 遮光膜無 ED= 0 um

sA1 x20x5 ( 2,4 )sA2 x20x6 ( 2 ) ED= 0 um

300 um # 21365112 購入 140 V 定格 ( 1.71 uA)
700 um # 21365113 購入 120 V 定格 ( 1.69 uA)

sB1 x50x8 ( 8 )sB2 x20x8 ( 8 )150 um # 21365111 購入 110 V 定格 ( 5.30 uA)1000 um # 18-1029B 旧品 200 V ( 3.73 uA)

このRunの ED = 0um の時に、オシロで見た波形を、次ページに示しました。
ｓA1 300uは、⊿Emodeで２山sA2 700uは、Emodeのみなので、１山に見える

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

ｓB1 150uは、⊿Emodeで２山sB2 1000uは、Emodeのみなので、１山に見える

EG＆G SSD２山問題:

75

2212Kr

scnEDssd11 (ED=0um)
sA1: 300um 購入品

Trig(cps)= PL1( 25 k ) & SSD or( 1.0 k cps )sA2: 700um 購入品

sB1: 150um 購入品

PreAmp : 142AG out

PreAmp : Riken製 max 6GeVPreAmp : Riken製 max 6GeV

SAmp : 571 Uni out

SAmp : 571 Uni out

SAmp : 571 Uni out

sB2: 1000um 旧品
PreAmp : Riken製 max 6GeV

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

SAmp : 571 Uni out76BIN-CAMAC系 回路図 (抜粋)

～30m
@測定室
@照射室
OR 142AG (A1)
Rkn 6GeV (A2,,B1,B2) 電源 EG&G
400 2P

SSD-A1PA

SSD-A2

CaenDT5030E
Pos

HV

SSD-B1
SSD-B2

pulserNeg

OR448 NEG

Le428F

15

Lin
FIFO

HV
Neg

SA

11 Pos
12
13
14

uni

Thr=18.７mV 下限

Att

CaenDT5030E

M

LeC 623B
upd

M

20Hz

FO

w150nsLog(105x2)ns

SSD-A1

SSD-B1TDC

SSD-B2Log

w50ns

PL1_low(100x2)+32= 232ns

0dB

Le2249W12ch (N5,A0)

PL2

TDC

105ns

1

RM

2

OR661

SSDtrig

4FL

3

M

M

FO

UGtrig

W50ns

4

camSCLM

Ka3122 12ch (N2,A1)

PL1_1/f
Kz290

PL12

GG

UGtrig

W100ns➢ SSDイベントは、

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田M

4

LeC 622

andPLtrig

Ka3122 12ch (N2,A3)

RD2000

1/f

4FL

PL12

camSCL

w50ns

その上流側にある Plastic シンチ(PL1)とCoincidence して取得しています。
➢ SSD系の殆どのモジュールは ORTEC製品です。
ADC は、 豊伸 の Peak Hold 型
PAmp は、 ORTEC 142AG : sA1用 と、理研製( 6GeV max ) : sA2, sB1, sB2 用 を使っています。
➢ ADC gate は、
SAmp shaping 0.5～6 us の範囲を許容するように、少し広めにしてありますが、その分、pile up が気にならない count rate に抑えてます。

RM
OR661

3

PL2

Le2228A 8ch (N6,A0)

Ka3122 12ch (N2,A9)

QDC

1

PL1_1/f

PL1
Log

att

SSDtrig
M

W200ns2

FO

camSCLor

camSCL

PL1

M

LeC 622

RM
OR661

Ka3122 12ch (N2,A4-7)

105ns

TC454
D1n

LeC 622

W100ns

M

CFD

or/
and
or/
and

Le2228A 8ch (N6,A2-5)

36

to E5

TC454
D1n

SSD-A2M

SAmp : OR571 or 572
Input = Pos Shaping = 0.5～6μs
TFA : OR474
INV Integ 20 Diff 20

w50ns

Option: 下流 PL シンチ( SSD と同じ照射位置 ）

M

Dscr

TFA
Inv

CFD

SSD-A1ADC
Ho C008 2.5V (N4,A0-3)

M

上流 PL シンチ
(Kapton と Edegの間）

PL1

M

bp

Inhibit LED

Busy Veto
Kz1500

FO

gTrig

sta

GG

stp

Kz290

GG

gTrig

D:0,
Latch

M

M
D:200μs W:1μs

W100n

QDC gate
ADC gate
TrigIN ccNet

FO

BusyOut ccNet
TrigIN ccNet
camSCL
Ka3122 12ch (N2,A2)

D:0 W 1500n

TDC start
W 20μ

TL N-RY024

GG

D= 8μ
D 200μs

BusyOut ccNet

EG＆G SSD２山問題:

W 1μ
D 60μsKz1500GG

M
D:8μ W:20μs

M
D:0 W:150ns

ADC gate
QDC gate77

SSD購入品 成績票

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

78まとめ・考察 (ver.2)
以上、全てでは無いですが、パラメータを色々と変えて測定した結果を報告しました。
こうして見比べてみると、● 旧品ならOK。 新規購入品はダメ。 とは一概に結論できない様にも思われます。→ [例03] 参照● 一番分かりやすい変化があったのは、印加HVを変えた時でした。 → [例09] 参照➢「シロート考えの疑惑」 → [ｐｇ.9] 参照に描いたポンチ絵の様に、空乏層と電極の境界面近傍に、何か原因がありそうな気がしています。
２山現象は、⊿Eモードの時に顕著に見えやすいという観点からも。

➢

例スペクトルの幾つかに、「上下・左右に降る雨」とコメントしたものがあります。
これらは、SSD検出器の Total Dose Effect によるダメージや、HVの掛け過ぎ、逆に 電流が流れてHVが掛からない 場合などによくみられる現象ですが、それらは「連続的に降る雨」に見えます。
これに対して 「不連続な２山現象」 は、何とも理解しがたいです。

ただ、もう１つ、やり残した事があります。
● PreAmpの入力に、Attenuator を入れたテスト が未実施です。
➢ もしかしたら、PreAmp FETの feedback R,C が不適切でサチッテいるのかも？
オシロで見た限りでは問題なさそうでしたが → [例12] 参照➢ リサーチ・パルサー(ORTEC 448) を、PreAmp TEST入力に入れて試してみましたが、スペクトルは１山でした。
但し、各スペクトルの Full Range までに相当するパルスを作れなかった(TEST入力のコンデンサー交換はしてない）
ので、この範囲内では正常だった という話です。
➢ 尚、各ビームの max E deposit は、 6GeV 以下です。
12C 135MeV/u = 1.6GeV, 40Ar 95MeV/u = 3.8GeV, 84Kr 70MeV/u = 5.9GeV, 129Xe 35MeV/u = 4.5GeV
以上、何か私の使い方が間違っていないか？ ご教示頂けると幸甚です。
宜しくお願い申し上げます。 理研 吉田

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

792023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

80まとめ・考察 (ver1)
取り敢えずココマデ。 まだ書きかけです。ゴメン。 本年度分が納品されてしまう前に、連絡したかったので。
後で、以下を追記する予定です。
➢ SSD 700um の測定結果。 これも同様の症状。
➢ ORTECから昔購入した、同じ 50mm2 で 各種厚さ のSSDでも比較 → この様な異常は見えなかった。
➢ SSD の HV を変化させてみても、異常は改善されなかった。
➢ SAmpの shaping time を変えても、２山は解消されない。
➢ 同様の異常が、Kr だけでなく、Ar、Xe ビームでも観測された。
つまり、核反応生成物のゴミ で、２山になっているのではない。
➢ この測定の回路図を示す予定。
全てORTEC製品で PreAmp 142AG 、 SAmp 541、 Research Pulser *** です。
Data Taking 系は、CAMAC の Peak Hold ADC を使っています。
➢ 念のため、Research Pulser を PreAmp に入れてみた限りでは、２山にならない。
つまり、回路系側では、２山が生じない。 あと疑えるのは、SSD検出器側しかなさそう。
という訳で、「手詰まりの状態」 です。
私の測定方法に何か問題があるようでしたら、是非ご指摘・ご教示頂きたいです。

➢ PreAmp は、142AG で良いはずですよね？
50mm2で静電容量も小さく、Energy Deposit が大きいので。
➢ 因みに、Pre Amp Out をオシロで見ても、サチッテいる様子はありませんでした。
また SAmp Out をオシロで見ていると、⊿E mode の時は、２成分の Pulse Height が目視できました。
つまり、回路系の誤動作ではない。本当に２山成分がある。
もし、ダメダメSSD だった場合、保証期間内の交換 は可能なのでしょうか？
既にかなり出費をした。 かなり時間とビームタイムを浪費した。 疲れています。
宜しくご検討ください。 理研あ吉田2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

81

E5A照射回路図(1/2) (2209Kr BIN交換後)@E5
142AG (A1,A2)
6GeV (B1,B2)

SSD-A1
SSD-A2

CaenDT5030E
Pos

SSD-B1
SSD-B2

AVR @ OkuR : CAMAC+blm1 = 9A

@奥廊下

電源 EG&G
400 2PPA

Neg

HV
pulserM

bp

SA

11 Pos121314

Thr=18.７mV 下限

Att

uni

SSD-A1ADC
Ho C008 2.5V (N4,A0-3)

LeC 623B
upd

Dscr

TFA
Inv
M

20Hz

M
FO

w150nsLog(105x2)ns

SSD-A1

SSD-B1TDC

SSD-B2

Ka3122 12ch (N2,A4-7)

Le428F

PL1

M

15

M

Lin
FIFO

w50ns

HV
Neg

Log

TC454
D1n

105ns

w50ns PL1_low(100x2)+32= 232ns@E5

Le428F

PL2

15

Lin
FIFO

CaenDT5030E

att

QDC

0dB

Le2249W12ch (N5,A0)

A1 : OR571 Pos 6μ x0.1x20x7.0 x (8dB)
A2 : OR572 Pos 6μ x0.1x20x8.0 x (2,4,16dB)
B1 : OR572 Pos 6μ x0.1x20x8.0 x (1,4,8dB)
B2 : OR671 Pos 6μ
x 5x6.0 x (2,8dB)
TFA : OR474 all INV x20x50%,Int20 Dif 20

RM2

PL1_1/f
PL2

M

DiscriA1 : -305mV
A2 : -351
B1 : -303
B2 : -307
PL : -303

OR661

3

4FL

PLtrig

M

1

RM

2

SSDtrig

4

PL12

3

OR661

4FL

FO

W50ns

M

UGtrigW50ns

4

PL1_1/f

camSCL
Ka3122 12ch (N2,A1)

LeC 622

w50ns

CFD

Log

w50ns

105ns

att

QDC
Le2249W12ch (N5,A0)

PL12

Log
105ns

visSCL (ch1)

TL N-RY024

CLK

FO

NIM 100Hz
NIM 1kHz

0ns

0dB

M

PL2

FO

FO

TDC
Le2228A 8ch (N6,A6)

camSCLM

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田W200ns

Ka3122 12ch (N2,A3)

RD20001/f

SSDtrig
M

1

camSCL

Ka3122 12ch (N2,A9)

and(100x2)+32= 232ns

Le2228A 8ch (N6,A0)

105ns

M
TC454
D1n

HV
Neg

camSCL

@奥廊下
M

TDC

Log

M

CFD

CaenDT5030E

PL1

FO

or

or/
and

A1 : + 30V ~ 0.44μA
A2 : +200V ~4.85
B1 : +300V ~1.70
B2 : +400V ~3.19

PL1

M

CFD

LeC 622

RM
OR661

W100ns

36

to E5

TC454
D1n

LeC 622

Le2228A 8ch (N6,A2-5)

camSCL

@奥廊下

or/
and

SSD-A2

M

OR448 NEG

@E5

LastUpd: 220712

Ka3122 12ch (N2,A8)

EG＆G SSD２山問題:

M
M

camSCL
Ka3122 12ch (N2,A0)

camSCL
Ka3122 12ch (N2,A10)

Elv前～E5経由LeC 623B
RD2000

upd

RF

Dscr
21

w20ns

M

1/f
=1/2

TDC
16+8ns

Le2228A8ch (N6,A1)

82

E5A照射回路図(2/2) (2209Kr BIN交換後)
Kz1500GG

UGtrigBusy Veto

Inhibit LED

Kz290

sta

FO

GG

gTrig

D:0,
Latch

stp

W100ns

Kz290

GG

M

FO

BusyOut ccNet

M
D:200μs W:1μs

TrigIN ccNet

gTrig

camSCLQDC gate

W100n

Ka3122 12ch (N2,A2)

ADC gate

TDC start
TL N-RY024

GG
Kz1500

GG
@E5

M

ch1

TC953

BNC +200V

BusyOut ccNet

M

QDC gate

D:0 W:150ns

Ke7001Out1

HV

D 200μs

W 1μ

D 60μs０～+10mV F.S.
MV100 ch1

黒サーベー

Moxa2

IC2小

気圧
@奥廊下

@J7

SSDor 選択Out 0-10V

31

RM1 PL

TV2

W 20μ
D= 8μ

Zenisu LAN/GPIB読み出し

Ke6514ch2
Pos
次回はOkuRから
SHV +400V

TV1

TrigIN ccNet

ADC gate

D:8μ W:20μs

D:0 W 1500n

@奥廊下
16

IC1大

LastUpd: 220712

ZnS

@E5

下流壁

33
34

@J7

SG1

オペレータへ

TV2

オペレータへ@奥廊下 QuadOut

prog
sprit

TV
select選択

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田SG202II

upKing

VGA 4分割表示

Moni out PC USB capture

EG＆G SSD２山問題:

83重イオンビーム(速度： 15 MeV/A)

電離

stop

+
- + -++ - +-物質 ( Si )

核融合反応

核破砕反応

～ > 5 A.MeV～ > 50 A.MeV

ビーム核：安定核

標的核：安定核

融合核
不安定核 R I ビーム(Radio Isotope : 放射性同位元素)

2023/11/27(rev.3) 理研あ吉田

EG＆G SSD２山問題:

84