UNIVERSIT .. AT BONN Physikalisches Institut - Prof. Dr. Norbert ...

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Durch Strahlenschäden steigt die zur Volldepletion notwendige Spannung mit der Zeitan. Das ToT bietet daher eine Möglichkeit zu überprüfen, ob die Detektoren vollständigdepletiert sind bzw. wieviel Ladung verloren geht.Im Teststrahl bietet sich zudem die Möglichkeit, die Ladungssammlung genauer zuuntersuchen. Dazu werden die Pixel in kleinere Bereiche unterteilt (in dieser Arbeitin 10 µm × 50 µm ) und die Summe der Ladung, die in diesem Bereich für allePixel gemessen wurde, bestimmt. Daraus läßt sich die Ladungssammlungseffizienz desSensors in Abhängigkeit vom Ort bestimmen, d.h. wie homogen der Sensor über derFläche eines Pixels ist.Für einen idealen Sensor erwartet man keine Abhängigkeit vom Durchgangsort desTeilchens. Allerdings kann durch Guard-Ringe bzw. durch Implantationen die entstandeneLadung abfließen, ohne im Verstärker nachgewiesen zu werden. Abbildung 6.26zeigt die Effizienz als Funktion der y-Koordinate. Bei diesem Detektor sind an denRändern deutlich Verluste in der Größe von 10% zu erkennen.Durch das Dummy-Injekt Problem erwies sich die Eichung im Labor als äußerst schwierig[21]. Daher konnten nicht alle Einzelchips miteinander verglichen werden. Für einenSSG Detektor und einen ST1 Detektor sind die Ladungssammlungseffizienzen in denAbbildungen 6.25 und 6.26 dargestellt.6.5.6 OrtsauflösungEine der wesentlichen Anforderungen an den Pixeldetektor ist die Ortsauflösung (sieheauch 4.1). Wird die rein binäre Trefferinformation von Einzeltreffern genutzt, ist dieOrtsauflösung durch die Standardabweichung einer Gleichverteilung gegeben. Darausresultiert für die x-Richtung σ x = 124.7 µm und für die y-Richtung σ y = 14.4 µm.Abbildung 6.27 zeigt diese Gleichverteilung anhand der Trefferverteilung in x-Richtungfür Einzeltreffer. Die Kastenform läßt sich deutlich erkennen. In y-Richtung (Abbildung6.28) ist keine Kastenform zu erkennen, die Verteilung ähnelt einer Gauss-Verteilung.Das liegt daran, daß bei Treffern an den Rändern der Pixel die Ladung auf mehrals einen Pixel aufgeteilt wird. Diese Treffer sind nicht in die obigen Verteilungeneinbezogen, da die Information, daß zwei Pixel getroffen wurden, zur Verbesserung derAuflösung genutzt werden kann. Damit liegt keine Gleichverteilung mehr vor.Dies wird in den Abbildungen 6.29 und 6.30 verdeutlicht. Aufgetragen ist die durch dasTeleskop bestimmte Position des Treffers innerhalb eines Pixel für Einzel- und Doppeltreffer.Einzeltreffer sind deutlich seltener am Rand des Pixel, während Doppeltrefferseltener in der Mitte des Pixel zu finden sind. Werden also nur Doppeltreffer betrachtet,so wird der Durchgangsort bei einem Doppeltreffer auf die Pixelgrenze gelegt. DerBereich, in dem die Doppeltreffer vorwiegend an der Pixelgrenze liegen ist deutlich kleinerals der Bereich für Einzeltreffer. Die für Doppeltreffer bestimmten Ortsauflösungen(Abbildungen 6.33 und 6.34) bestätigen dies.91
200-0.4 -0.2 0 0.2 0.4mittlere Ladung [Ke] vs y [mm]Abbildung 6.25: Ladungssammlungseffizienz für einen SSG Detektor. Dargestellt istdie Projektion der Durchtrittsorte der Teilchen in Richtung der langen Seite für zweiPixel von -400 µm bis 400 µm gegen die deponierte Ladung in ke − .151050-0.4 -0.2 0 0.2 0.4Abbildung 6.26: Ladungssammlungseffizienz für einen ST1 Detektor92
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Abbildungsverzeichnis2.1 Der mittle
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5.2 Photo des ”Blue-Boards“. De
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Kapitel 2HalbleiterdetektorenDer Na
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-dE/dx [keV/µm]21.81.61.41.2-dE/dx
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- +- +- +P------+++N++++ -+ -+ -Pρ
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dotierten n-Bereich ausdehnt. Daher
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¡X1X2Y1Y2Abbildung 2.7: Doppeltref
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Kapitel 3Das ATLAS-ExperimentDas AT
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Abbildung 3.2: Wirkungsquerschnitte
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¡¢¡Signal significanceH → γ
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Teil ( ”Barrelbereich“) sowie a
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3.3.2 Das KalorimetersystemDas Kalo
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ten leicht verdreht (40 mrad) aufei
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Kapitel 4Der Pixeldetektor4.1 Anfor
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intrinsische Auflösung (µm ) Grö
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RadiusÄquivalenter 1 MeVNeutronenf
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Abbildung 4.1: Querschnitt durch de
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400 µm600 µm170169168167166165170
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Die wichtigsten vier Eigenschaften
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4.2.3 Design-VariantenDa die versch
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für die Trefferverarbeitung. Die A
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