IEKP-KA/2013-4 - Institut für Experimentelle Kernphysik - KIT

7.3. ALiBaVa - Binäre Interpretation 55
7.3. ALiBaVa - Binäre Interpretation
Im Rahmen dieser Diplomarbeit sind vorhandene Daten, die mit dem ALiBaVa Auslesesystem
aufgenommen worden sind, binär interpretiert worden. Es ist ein ROOT-Script
verwendet worden, das im Abschnitt 6.5.1.1 beschrieben ist. Untersucht wurden Sensoren
vom Typ Baby-Standard sowie Baby-Additional. Dabei sind verschiedene Dotierungsarten,
Isolationstechniken, Spannungen und Bestrahlungsfluenzen betrachtet worden.
Das Ziel dieser Untersuchung ist es, herauszufinden ob die Siliziumstreifensensoren des
Spurdetektors während der Hochluminositätsphase des LHC binär ausgelesen werden
können, ohne dass die Effizienz und die Auflösung des Detektors signifikant sinkt. Ein
solches Vorgehen kann die erzeugte Datenmenge von derzeit 9 Bit auf 1 Bit pro Kanal und
Ereignis verringern.
Die gewonnenen Erkenntnisse sind qualitativ für alle untersuchten Sensoren gleich und
werden im Folgenden exemplarisch an Sensoren vom Typ FTH200P-Baby-Additional
vorgestellt.
7.3.1. Unbestrahlte Sensoren
Abbildung 7.11 zeigt den Verlauf der Effizienz, mit der vom binären Verfahren Cluster
identifiziert werden, verglichen mit der analogen Clusteranalyse. Darüber hinaus zeigt
die Abbildung die mittlere Clusterbreite über Signal-Schwellwerten von 0 Elektronen bis
10 000 Elektronen. Das Schaubild lässt sich in drei Bereiche einteilen:
1. Bei Schwellwerten von 0 e − bis etwa 4000 e − werden deutlich mehr Cluster identifiziert,
als durch Teilchendurchgänge zu erwarten sind. Der Großteil der gefundenen
Cluster ist auf Signalrauschen zurückzuführen.
2. Zwischen 4000 e − und 8000 e − ist die Effizienz nahezu konstant bei 1. Das bedeutet,
dass die gleiche Anzahl an Clustern identifiziert wird wie mit dem bisher verwendeten
analogen Verfahren. Je höher der Schwellwert ist, desto weniger Nachbarstreifen
liefern noch ausreichend hohes Signal, um zum Cluster gehören zu können.
Daher sinkt die mittlere Clusterbreite mit der Erhöhung des Schwellwerts kontinuierlich.
1 ,8
1 ,6
F T H 2 0 0 P u n b e s tra h lt
1 ,4
1 ,2
1 ,0
0 ,8
0 ,6
3 0 0 V , m ittle re C lu s te rb re ite (S tre ife n )
3 0 0 V , E ffiz ie n z
0 ,4
0 2 0 0 0 4 0 0 0 6 0 0 0 8 0 0 0 1 0 0 0 0
S c h w e llw e rt (e -)
Abbildung 7.11.: Binäre Interpretation: Mittlere Clusterbreiten und Effizienz über binärem
Schwellwert für einen FTH200P Sensor, der bei einer Biasspannung
von 300 V betrieben worden ist.