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R&D: I sensori 3D, caratteristiche

Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade. R&D: I sensori 3D, caratteristiche. Vantaggi: superficie elettrodi maggiore rispetto al caso dei planari campo elettrico più elevato distanze brevi (~50 μm)

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R&D: I sensori 3D, caratteristiche

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Presentation Transcript

  1. Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade R&D: I sensori 3D, caratteristiche • Vantaggi: • superficie elettrodi maggiore rispetto al caso dei planari • campo elettrico più elevato • distanze brevi (~50 μm) • basse tensioni di svuotamento • tempi di raccolta ridotti • resistenza alla radiazione (radiation hardness) • bordo attivo (Active Edge): • uniformità del campo elettrico nel bordo del sensore • pochi micron dell’area morta del sensore • indipendenza da guard ring • Svantaggi: • maggiore capacità • non uniformità del sensore • difficoltà di produzione 1

  2. Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade 3D vs planari • maggiore resistenza alla radiazione • maggiore velocità di collezione Principali candidati per il prossimo rivelatore a pixel per sLHC. 2

  3. Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade R&D: 3D FBK • 3D-STC (Single type Column): • colonne di un solo drogante • colonne su singola faccia penetranti parzialmente • 3D-DDTC (Double Side Double type Column): • colonne di entrambi i drogaggi • colonne su entrambe le faccie penetranti parzialmente nel substrato • Entrambi hanno substrato di tipo p, diametro delle colonne 10 μm che penetrano su uno o su entrambi i lati del substrato. Colonne n+ (c. di giunzione) sono isolate (p-spray) mentre le p+(c. ohmiche) collegate collegate fra loro tramite unica metalizzazione, elettrodo negativo (tensione di bias). 4

  4. Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade Attività di laboratorio: test beam • Caratterizzazione dei sensori utilizzando pioni a 180GeV/c π+ dell’ SPS del Cern, in presenza di campo magnetico • Apparato sperimentale: • attrezzatura e DuT inseriti all’interno del dipolo magnetico, con campo magnetico verticale di 1.6T • 3 DuT: 1 planare, 1 Stanford a colonna passante, 1 FBK-3EM9 • telescopio (Bonn Atlas Telescope - BAT) per la misura delle tracce costituito da tre piani di rivelatori a micro-strip • sistema di trigger: 2 scintillatori in fronte al sistema di tracciatura e uno alla fine (Veto) • Presa dati: • TurboDAQ del Cern acquisiti circa 700 run con circa 30000 eventi per avere una buona statistica 6

  5. Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade Analisi • L’analisi sta riguardato: • Time over Threshold (ToT) : studio della carica raccolta nel pixel • charge sharing: suddivisione di carica tra i pixel (dovuto al passaggio della carica ionizzante tra più pixel o alla modifica del drift delle cariche ionizzante a causa dell’angolo di Lorentz prodotto da un campo magnetico) • residui • efficienza efficienza charge sharing 7

  6. Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade Misure effettuate a Trento • tensione di breeak down (misure I-V) • capacità (misure C-V): legata al rumore??? Le faccio lunedì • correnti di perdita: ??? Devo chiedere al prof. Dalla Betta lunedì • laser: informazione sulla tensione di completo svuotamento. • quando la quantità di carica raccolta satura  completo svuotamento • rumore: esiste ma non è stata fatta 6

  7. Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade Attività future • Attività di laboratorio: • caratterizzazioni di dispositivi: test beam e attività di laboratorio a Udine – Cern • sensori planari – STA – FBK (3D DTC 90 e 150 μm) anche col nuovo FE (Front End disponibile a Luglio) • attività di laboratorio e collaborazione col’IRST di Trento • Attività di software • collaborazione iniziata con Cern - Oslo e SLAC • analisi dei dati collezionata durnate I test beam per tutti i sensori 6

  8. Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade • Buck up 6

  9. Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade Contributo • Contributo personale: • contributo al setup dell’apparato sperimentale del test beam • presa dati e partecipazione agli shifth dei test beam (Ottobre - Novembre) • analisi dei dati 6

  10. Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade Prima collisione registrata nel rivelatore a Pixel di ATLAS - Dal 20 Nov LHC è in funzione - il 23 Nov prime collisioni - E = 900 GeV 8

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