Bildgebung mit DEPFET - Prof. Dr. Norbert Wermes - Universität Bonn

34 KAPITEL 2. DER DEPFET-DETEKTOR Abbildung 2.9: Versuchsaufbau zur Messung von Röntgenspektren mit DEPFET- Einzelpixeln.Eine ausführlichere Besprechung der gezeigten Kennlinien findet sich in [Löc99, Tri99,Nee00a].2.4.2 Rauschen von DEPFET-EinzelpixelnUm das Rauschen von DEPFET-Einzelpixeln zu untersuchen, wurde das Spektrum einer55 Fe-Quelle aufgenommen. Der Versuchsaufbau ist in Abbildung 2.9 gezeigt. DasStromsignal des 50×50µm 2 großen DEPFET-Pixels wird mit Hilfe einer diskreten Schaltungzunächst verstärkt und über einen Pulsformer (CRRC-”Shaper”) an einen Analog-Digital-Wandler weitergegeben. Das digitalisierte Signal wird mit einem Vielkanalanalysatorin ein Pulshöhenspektrum einsortiert. Um äußere Störeinflüsse zu minimieren,werden Pixel und analoge Ausleseelektronik mit einem Aluminiumgehäuse abgeschirmt.In Abbildung 2.10 ist das bei einer Filterzeit τ = 22µs und bei Raumtemperatur aufgenommene55 Fe-Spektrum dargestellt. Die beiden Röntgenlinien von 55 Fe liegen beiK α = 5.895 keV und K β = 6.492 keV und können im Energiespektrum sehr gut getrenntwerden. Der niederenergetische Untergrund ist darauf zurückzuführen, dass in den Randbereichendes Pixels nicht die gesamte Ladungsmenge im Pixel nachgewiesen wird, dasich die Signalladungen auf den Pixel und seine nichtsensitive Umgebung verteilen (sog.”split-events”). In Abbildung 2.11 ist die Verteilung der Signalladungen auf den Pixelund seine Umgebung für Treffer in der Pixelmitte und am Pixelrand schematisch dargestellt.Bei einem Treffer im Pixelzentrum wird die gesamte Signalladungsmenge im Pixelnachgewiesen, während bei einem Treffer am Pixelrand nur ein Teil der Signalladungenim Pixel gesammelt wird. Um den Untergrund durch split-events zu minimieren, fiel dieRöntgenstrahlung beim hier aufgenommenen Spektrum von der Vorderseite anstatt wieim Normalfall von der Rückseite des Detektors ein. Da die hier verwendete Röntgenstrahlungnur eine geringe Eindringtiefe von λ ≈ 30µm hat, kann auf diese Weise dieDriftzeit der Signalladungen im 300µm dicken Detektor stark verkürzt werden; dies führtwiederum zu einer kleineren Ausdehnung der Ladungswolke und einer geringeren Anzahlvon Split-Events.