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

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Abbildungsverzeichnis2.1

Abbildungsverzeichnis2.1 Der mittlere Energieverlust von geladenen Teilchen in Silizium als Funktionvon βγ. Es werden die theoretischen Verläufe mit und ohne Dichtekorrekturgezeigt. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52.2 Die Landau-Verteilungen beschreiben die Wahrscheinlichkeit für denEnergieverlust eines Teilchens beim Durchgang durch einen 150 µm bzw.300 µm dicken Siliziumdetektor gemessen in Elektronen. [23] . . . . . . 62.3 Skizze eines pn-Übergangs (a), der Raumladungsdichte ρ (b), dem elektrischenFeld E (c) und dem elektrischen Potential Φ (d) . . . . . . . . 72.4 Schematische Zeichnung eines Halbleiterdetektors. Bei Durchgang einesTeilchens entstehen in dem n-dotierten Bereich Ladungsträgerpaare.Aufgrund des elektrischen Feldes driften die Ladungsträger zu denElektroden und können dort von einem ladungsempfindlichen Verstärkernachgewiesen werden. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82.5 Schematische Zeichnung eines Pad-Detektors . . . . . . . . . . . . . . . 92.6 Schematische Zeichnung eines einseitigen Streifendetektors . . . . . . . 102.7 Doppeltreffer in einem Streifendetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.8 Segementierung eines Pixeldetektors . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112.9 Schematische Darstellung eines hybriden Pixeldetektors . . . . . . . . . 123.1 Lage des Speicherringes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143.2 Wirkungsquerschnitte für verschiedene Prozesse bei LHC . . . . . . . . 153.3 ATLAS Sensitivität für die Entdeckung eines Standardmodell Higgs-Bosons bei einer integrierten Luminosität von 30 fb −1 . . . . . . . . . . . 173.4 Querschnitt durch den ATLAS-Detektor, die Zeichnung zeigt ein Vierteldes eigentlichen Detektors. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193.5 Querschnitt durch die Myonkammern. (Der Strahl geht senkrecht durchdie Papierebene hindurch.) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 203.6 Aufriß des Kalorimetersystems des ATLAS-Detektors . . . . . . . . . . 21iv

3.7 Darstellung der inneren Detektorkomponenten: TRT, Streifendetektorund Pixeldetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223.8 Das dreistufige ATLAS-Triggersystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244.1 Querschnitt durch den Pixeldetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314.2 Ausschnitt einer Stave mit 3 Träger für Module. Die Module werden aufder Skizze von unten auf die Träger aufgebracht. Um insensitive Bereichezu vermeiden, überlappen sich die Module. Durch die Halterung für dieModulträger fließt das Kühlmittel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314.3 Schematische Zeichnung eines Moduls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324.4 Schematische Zeichnung des Sensorbereiches zwischen 2 Verstärker ICsin Spalten und Zeilen Richtung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 334.5 a) zeigt einen n + n Sensor, b) einen p + n Sensor . . . . . . . . . . . . . . 344.6 Schematische Darstellung der verschiedenen Isolationstechniken. . . . . . . 364.7 Skizze eines ”Bump-Bonds“ zur Verbindung eines Sensor-Pixel mit einemElektronik-Pixel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 384.8 Photographie von Bump-Bonds in einer Doppelreihe. Der Abstand derBump-Bonds beträgt 50 µm, der Durchmesser ca. 25 µm. . . . . . . . . 384.9 Schematische Zeichnung der Funktionsweise eines Pixelchips . . . . . . 394.10 Der Weg zum ATLAS-Pixelchip . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414.11 Konzeptionelle Übersicht der Architektur des FE-A ICs. . . . . . . . . 424.12 Photo des FE-A ICs ohne Detektor auf einer Testplatine . . . . . . . . 434.13 Schematischer Aufbau einer Pixelzelle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 444.14 Die Aufteilung im Spaltenschieberegister . . . . . . . . . . . . . . . . . 454.15 Skizze des Pixelkontrollschieberegister. Über DI werden mit der CCKdie Daten zu dem Kommando EN PIXCLK in das Pixelkontrollschieberegistereingetaktet. Über DO können die Daten aus dem Schieberegisterwieder zurückgelesen werden. Die Nummern neben den Spalten deutendie Nummerierung der Pixel in einigen Abbildungen an. . . . . . . . . . 484.16 Konzept der Pixelzelle im FE-B . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494.17 Datenfluß im Pixeldetektor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 504.18 Photo eines Flex-Moduls. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 524.19 Querschnitt durch ein MCMD-Modul . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525.1 Schematischer Aufbau des Komponenten im Testsystem . . . . . . . . . 54v

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