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Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade

UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI UDINE

Facoltà di IngegneriaDipartimento di Ingegneria Elettrica, Gestionale e Meccanica

Primo anno 2009

Relatori

prof. Luca Selmi

Dott.ssa Marina Cobal

N

Caratterizzazione di sensori al silicio per il progetto IBL

(Insertable B-Layer)per l’esperimento ATLAS a

LHC

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Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade

ATLAS

• 3 Layers:3 Layers: B-Layer, 286 moduliB-Layer, 286 moduliLayer-1, 494 moduliLayer-1, 494 moduliLayer-2 676 moduliLayer-2 676 moduli

• 6 disk:6 disk: 144 moduli144 moduli

Pixel detector module

46 m

25

m

7000 t

1,3 m

35 cm

Pixel detector

ATLAS detector

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Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade

Rivelatori al silicio: principi base

Pixel detector module

Gounzione p-n:

• applicando una tensione inversa alla giunzione si crea una zona priva di cariche: zona sensibile del rivelatore

• al passaggio di una particella si produce una coppia e-, h+

• il segnale viene raccolto agli elettrodi

Generazione di coppie elettrone-lacuna

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Dottorando Andrea Micelli University of Udine ATLAS Pixel Upgrade

Introduzione

– L’ upgrade dell’LHC (Fase 1 in 2014-2016) ed il progetto sLHC (Fase 2) richiederanno un nuovo rilevatore a pixel di Silicio. Un Layer addizionale, resistente alla aumentata radiazione, da aggiungere al rivelatore esistente (Insertable B-Layer o IBL), è in fase di sviluppo e sarà posizionato nelle vicinanze del fascio di particelle.

• Tale layer dovrà avere:

- una ridotta tensione di svuotamento - un ridotto tempo di cattura delle cariche- un aumento della velocità- una minore regione a charge sharing, per minimizzare la possibile riduzione del

segnale

• Tre tipi di sensori sono stati presi in considerazione:- Full-3D active edge (Colonne passanti - 3D Stanford)- Double Sided 3D sensors – prodotti dall’istituto FBK (Fondazione Bruno

Kessler) di Trento: dove gli elettrodi n e p sono perpendicolari alla superficie e penetrano attraverso il substrato

- Sensori planari

IBL