Freiburg 2008 – scientific programme
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T: Fachverband Teilchenphysik
T 56: Halbleiterdetektoren III
T 56.5: Talk
Wednesday, March 5, 2008, 17:45–18:00, KGI-HS 1228
Ein Einkristall Diamant Pixel Detektor mit der ATLAS-Pixel Ausleseelektronik: Labor- und Teststrahlmessungen — •Markus Mathes1, Harris Kagan2, Lars Reuen1, Jaap Velthuis1, Markus Cristinziani1, Norbert Wermes1 und Hans Krüger1 — 1Physikalisches Institut, Universität Bonn — 2Department of Physics, Ohio State University, USA.
Für Sensoranwendungen in der Teilchenphysik ist Diamant ein attraktives Material. Im Vergleich zu Silizium besitzt es eine höhere Ladungsträgermobilität, eine geringere dielektrische Konstante, eine größere Bandlücke und exzellente thermische Leitfähigkeit. Dadurch erlaubt Diamant die Herstellung rauscharmer Sensoren mit vergleichbarem oder besserem Signal- zu Rauschverhältnis, insbesondere bei Teilchenfluenzen größer 1015neqcm−2, wie sie beispielsweise bei Vertexdetektoren im sLHC anzutreffen sein werden. Neben polykristallinem Diamant in Wafergröße steht nun einkristlliner Diamant von 1cm2 in Sensorqualität zur Verfügung. Bei einkristallinem Material entfallen die negativen Einflüsse der Korngrenzen auf Homogenität, Ladungssammlung und Feldverteilung.
Aus einkristallinem Material wurde ein pixellierter Diamantdetektor von 8·8mm2 mit einer Pixelgröße von 400·50µ m2 hergestellt und mittels eines kommerziellem Bump-Bonding-Verfahren mit einem ATLAS-Pixel-Auslesechip verbunden. Im Vortrag werden Ergebnisse aus der Charakterisierung im CERN 100GeV Pion-Strahl gezeigt. So zeigen die Messungen vollständige Ladungssammlung bereits für elekrische Felder von 0.25V/µ m und Pixeleffizienzen höher als 99.9%.