IEAP – CTU Prague 3D detektory - radiační odolnost, elektrické a laser testy Tomáš Slavíček, Cinzia Da Via, Vladimír Linhart

Institute of Experimental and Applied Physics Czech Technical University in Prague IEAP – CTU Prague 2 Úvod Motivace měření Vyvinout detektor pro použití v projektu SLHC, TOTEM, a dalších kde jsou fluence vyšší než 1e15 neutron/cm 2 Program: Co je 3D? Jak pracuje? Srovnání 3D s klasickým PAD, STRIP Naše 3D detektory a jejich základní charakteristiky Ozařování Laser testy Srovnání dat před a po ozařování IV Laser Závěr

Institute of Experimental and Applied Physics Czech Technical University in Prague IEAP – CTU Prague 3 *S. I. Parker, et al.; 3D - A proposed new architecture for solid-state radiation detectors; NIMA 395 (1997) D detektor Co je 3D? Nová architektura polovodičových detektorů * Jeho hlavní charakteristikou je 3D pole elektrod penetrující skrz nebo částečně skrz bulk Proč 3D? 3D vs planární struktura. Hlavní výhody 3D Rychlý sběr náboje Malé depletion voltage Velká radiační odolnost U GaAs detektorů řeší problémy s velkým pracovním napětím a malou střední volnou drahou nabitých částic Hlavní nevýhoda Velice drahá technologie výroby -> změny původního návrhu (single-type column, double-sided 3D)

Institute of Experimental and Applied Physics Czech Technical University in Prague IEAP – CTU Prague 4 Naše 3D vzorky Materiál detektoru - FZ p-type, 12 kΩ cm Vyrobeny ve Stanford Nanofabrication Facility Rozestupy elektrod – 56 (4E), 72 (3E) a 105 (2E) µm Tvoří pixely o rozměrech 400 x 50 µm (shodné s ATLAS pixel)

Institute of Experimental and Applied Physics Czech Technical University in Prague IEAP – CTU Prague 5 Změřené charakteristiky

Institute of Experimental and Applied Physics Czech Technical University in Prague IEAP – CTU Prague 6 Laser setup

Institute of Experimental and Applied Physics Czech Technical University in Prague IEAP – CTU Prague 7 Ozařování Probíhalo na cyklotronu v ÚJF Řež Požadované fluence: 1e15 n/cm 2 5e15 n/cm 2 1e16 n/cm quadropole lenses, 3 - beam-diagnostics, 2 - separated vacuum hardware with fallback system, 6 - target chamber, 8 - holder for irradiated samples

Institute of Experimental and Applied Physics Czech Technical University in Prague IEAP – CTU Prague 8 IV po ozáření

Institute of Experimental and Applied Physics Czech Technical University in Prague IEAP – CTU Prague 9 Laser – srovnání podle různých IES 2E NI 1E15 5E15 1E16 3E NI 1E15 5E15 1E16 4E NI 1E15 5E15 1E16

Institute of Experimental and Applied Physics Czech Technical University in Prague IEAP – CTU Prague 10 Laser – srovnání podle různých fluencí 1E15 n/cm 2 5E15 n/cm 2 1E16 n/cm 2

Institute of Experimental and Applied Physics Czech Technical University in Prague IEAP – CTU Prague 11 Závěr Jsme na dobré cestě mít detektor schopný práce i při fluencích blížících se 1e16 n/cm 2 je třeba objasnit vliv změny kapacity při napětí 30 V Dále pracovat na vylepšení testovacího uspořádání pro laser testy