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Rivelatori in diamante per imaging di sorgenti UV e X

Rivelatori in diamante per imaging di sorgenti UV e X. Marco Girolami. S 2 DEL – Solid State and Diamond Electronics Lab Dip. di Fisica “Edoardo Amaldi” – Roma Tre Università degli Studi. Imaging di sorgenti UV e X. litografia circuiti integrati VLSI-ULSI e dispositivi MEMS

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Presentation Transcript

  1. Rivelatori in diamante per imaging di sorgenti UV e X Marco Girolami S2DEL – Solid State and Diamond Electronics Lab Dip. di Fisica “Edoardo Amaldi” – Roma Tre Università degli Studi

  2. Imaging di sorgenti UV e X • litografia circuiti integrati VLSI-ULSI e dispositivi MEMS • chirurgia oculistica rifrattiva (LASIK) • UV imaging in riflessione UV • Tecniche microanalitiche (EXMA, XPS, XRD, XRF) • Radiografia industriale • Diagnostica medica e radioterapia Raggi X Obiettivo: monitorare in tempo reale la forma e l’intensità del fascio

  3. Stato dell’arte: profilometri in silicio Matrici CCD per imaging di sorgenti UV e X: PROs: • tecnologia collaudata • buona Q.E. in matrici back-thinned • rivelatori di grande area CONs: • danni da radiazione • forte assorbimento VIS-IR • fragilità, ingombro, costo elevato • attenuatori per impedire danni da radiazione • sistemi ottici per massimizzare la discriminazione UV-VIS Necessaria la presenza di: Esempio di sistema commerciale per imaging UV

  4. Perché il diamante? Il diamante è un materiale d’elezione per la realizzazione di rivelatori persorgenti X ed UV di elevata intensità, grazie ad una serie di proprietà chimico-fisiche di estremo interesse: • è chimicamente inerte • ha la più alta energia di coesione (7.45 eV/atom) • è insensibile al danno da radiazione • è trasparente nelle regioni spettrali VIS e IR • ha un’ampia gap (5.45 eV) • ha una bassa conducibilità elettrica (< 10-15 S/cm) • ha la più alta conducibilità termica (22 Wcm-1K-1) Assenza di attenuatori e/o filtri fra sorgente e rivelatore

  5. Principio di funzionamento dei rivelatori a matrice

  6. Rivelatore multipixel per imaging 2D

  7. posizione pixel 7.25 mm 7.75 mm 5.50 mm buio 8.25 mm 6.00 mm 9.00 mm 5.75 mm 8.75 mm 6.50 mm 8.50 mm 6.25 mm 6.75 mm 8.00 mm 7.00 mm 7.50 mm 5.25 mm Centroide: ( 5.57 , 3.60 ) Centroide: ( 4.11 , 3.78 ) Centroide: ( 3.25 , 3.74 ) Centroide: ( 4.49 , 3.78 ) Centroide: ( 2.82 , 3.78 ) Centroide: ( 4.94 , 3.77 ) Centroide: ( 2.40 , 3.72 ) Centroide: ( 2.02 , 3.76 ) Centroide: ( 5.71 , 3.59 ) Centroide: ( 3.66 , 3.78 ) Centroide: ( 1.69 , 3.68 ) Centroide: ( 5.70 , 3.56 ) Centroide: ( 1.49 , 3.69 ) Centroide: ( 5.33 , 3.70 ) Centroide: ( 1.36 , 3.67 ) Centroide: ( 3.51 , 3.54 ) Centroide: ( 1.29 , 3.66 ) Evoluzione temporale profilo lampada UV (32 canali) Deuterium 10 μW, 220 nm

  8. Profilo 2D laser a eccimeri ArF 193 nm (32 canali) Shutter chiuso “Ghost peak” Singolo impulso Monitoraggio in tempo reale dei singoli impulsi laser

  9. Profilo 2D di fascio di raggi X • Tubo di Coolidge: • target in Mo (Kα= 17.48 keV, Kβ=19.6 keV) • V = 45 kV • I = 1.1 mA • spot-size 3 mm Traslazione fascio lungo l’asse X

  10. Profilo 2D di fascio di raggi X Traslazione fascio lungo l’asse Z Il fascio diverge all’aumentare della distanza dalla sorgente

  11. GRAZIE PER L’ATTENZIONE

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