Studio di fotodiodi a valanga per il calorimetro CMS al LHC del CERN"

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Studio di fotodiodi a valanga per il calorimetro CMS al LHC del CERN"

2.3.2.3 Caratteristiche generali . . . . . . . . . . . . . . . . . 25

2.3.3 Diodi a giunzione p i n (PIN) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27

2.3.3.1 Struttura base del PIN . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

2.3.3.2 Ecienza quantica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.3.3.3 Corrente oscura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

2.3.3.4 Nuclear Counter Eect . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

2.4 Fotodiodi a valanga (APD) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

2.4.1 Principio di funzionamento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

2.4.2 Metodi di costruzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.4.2.1 Metodo della diusione . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

2.4.2.2 Metodo della impiantazione ionica (Inculcazione) . . . 36

2.4.2.3 Metodo di crescita epitassiale . . . . . . . . . . . . . . 37

2.4.3 Caratteristiche degli APD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.4.3.1 Guadagno . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

2.4.3.2 Ecienza quantica " Q . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.4.3.3 Nuclear Counter Eect . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

2.4.3.4 Corrente oscura . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.4.3.5 Capacita . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

2.4.3.6 Problemi di rumore elettronico nell' APD . . . . . . . 44

2.4.3.7 Excess Noise Factor F . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

2.4.3.8 Confronto tra i diversi tipi di fotorivelatori . . . . . . . 47

2.5 Applicazioni nella sica delle alte energie. Il rivelatore per l'esperimento

a CMS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3 Misure di APD 51

3.1 Introduzione . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.2 Apparato sperimentale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.2.1 Misura della corrente oscura I D . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.2.2 Misura del guadagno M . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53

3.2.3 Misura dell'ecienza quantica " Q . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

3.2.4 Misura dell'Excess Noise Factor F . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

III

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