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DIAMANT- UND SILIZIUM- DETEKTORKALIBRIERUNGMein Praktikum am CERN
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Inhalt• Das ALAS IBL- Upgrade• Funktionsweise von Halbleiterdetektoren• Detektorarten und -aufbau• Verwendete Aufbauten• Kalibrierung
• Tuningschritte• Ergebnisse
• Threshold- Tuning• Noise, Signal- Noise• GDac, TDac• IF, FDac
• Quellen
Alexander Held 2
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Das ATLAS IBL- Upgrade• Silizium-Pixel-Detektoren im innersten Teil von ATLAS
(~5cm vom Ereignis entfernt)• Bestrahlung schadet den Detektoren
Alexander Held 3
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Funktionsweise von Halbleiterdetektoren• Dotierung des Materials• Raumladungszone, elektrisches Feld
Alexander Held 4
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Funktionsweise von Halbleiterdetektoren• Kristall zwischen zwei Elektroden• Ionisierendes Teilchen erzeugt Elektron- Loch- Paare, die
abgesaugt werden
Alexander Held 5
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Detektorarten und -aufbau• Silizium- Pixel
• Günstig, aber wenig strahlungsresistent• Silizium- 3D
• Teurer und resistenter• Diamant- Pixel
• Sehr teuer, aber resistent
Alexander Held 6
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Verwendete Aufbauten• USBPix• TurboDAQ
Alexander Held 7
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Kalibrierung• Fabrikationsunterschiede, Noise, Pixel müssen einzeln
kalibriert werden• Kalibriert wird nicht der Detektor, sondern eigentlich die
Frontendelektronik• Verändert werden können:
• Threshold (GDac, TDac)• TOT (IF, FDac), 1 MIB 30 TOT≙
• Software
Alexander Held 8
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Kalibrierung - Tuningschritte• Digital Scan
• Threshold Scan 0• IF- Tune
• Threshold Scan 1• GDac- Tune
• Threshold Scan 2• TDac- Tune 0
• Threshold Scan 3• FDac- Tune
• Threshold Scan 4• TDac- Tune 1
• Threshold Scan 5
Alexander Held 9
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Ergebnisse - Threshold Tuning• Threshold erst immer gleich, dann bei hohem Target
relativ genau, schlussendlich sehr gut
Alexander Held 10
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Ergebnisse - Threshold Tuning• Tuning wird bei niedrigerem Target- Threshold schlechter• Unterschied TurboDAQ- USBPix
Alexander Held 11
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Ergebnisse - Noise, Signal- Noise• Noise steigt bei niedrigerem Threshold• Gutes S/N- Verhältnis bei Diamanten
Alexander Held 12
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Ergebnisse – GDac, TDac• GDac stoppt immer bei 6• TDac wirkt ausgleichend
Alexander Held 13
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Ergebnisse - IF, FDac • FDac-Werte bei Diamantdetektoren seltsam
Alexander Held 14
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Noch Fragen?• Danke für die Aufmerksamkeit, vor allem aber
• Vielen Dank für das Praktikum, besonders an meinen Betreuer Christian Gallrapp!!
Alexander Held 15
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Quellen• https://twiki.cern.ch/twiki/bin/view/Main/CernAtlasPixelSensorsRD• https://twiki.cern.ch/twiki/pub/Main/CernAtlasPixelSensorsRD/cern-setup01.pdf• https://twiki.cern.ch/twiki/pub/Main/CernAtlasPixelSensorsRD/USBPixSetup.jpg• http://personalpages.to.infn.it/~rivero/tesi/Master_Thesis_Fabio_Rivero.pdf• https://twiki.cern.ch/twiki/pub/Main/DanielDobos/DanielDobosDiplomaThesis.pdf• http://www.atlas.ch/photos/atlas_photos/selected-photos/full-detector/
0803012_01-A4-at-144-dpi.jpg• http://silicondetector.org/download/attachments/38897024/
phansson_sensor_testing_slac_pixel_090309.pdf?version=1• http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/thumb/2/22/Schema_-_n-
dotiertes_Silicium.svg/200px-Schema_-_n-dotiertes_Silicium.svg.png• http://upload.wikimedia.org/wikipedia/de/thumb/0/0d/Schema_-_p-
dotiertes_Silicium.svg/200px-Schema_-_p-dotiertes_Silicium.svg.png• http://icanhascheezburger.files.wordpress.com/2010/04/funny-pictures-kitten-
wonders-about-everything.jpg
Alexander Held 16