Bonn 2010 – wissenschaftliches Programm

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 61: Halbleiterdetektoren IV

T 61.2: Vortrag

Donnerstag, 18. März 2010, 17:00–17:15, HG ÜR 5

Temperaturabhängige Charakterisierung von Silizium Photomultipliern — •Carsten Mai, Henning Gast, Roman Greim, Thomas Kirn, Gregorio Roper und Stefan Schael — I. Physikalisches Institut B, RWTH Aachen University, Germany

In Aachen wurde ein neuartiger modularer Spurdetektor bestehend aus szintillierenden Fasern, die mit Siliziumphotomultiplier (SiPM) -Arrays ausgelesen werden, entwickelt. Diese Spurdetektortechnologie soll unter anderem in Ballonexperimenten wie PERDaix (Proton Electron Radiation Detector Aix-la-Chapelle) zum Einsatz kommen.

Ein Spurdetektormodul besteht aus einem Modulträger, auf den ober- und unterseitig 5x128 250 µ m dünne szintillierende Fasern geklebt sind. Diese werden von 8 SiPM-Arrays mit je 32 Kanälen stirnseitig ausgelesen.

SiPMs bestehen aus parallel geschalteten Avalanche-Photodioden, sog. Pixeln, die oberhalb ihrer Durchbruchsspannung betrieben werden. Sie weisen einen Temperaturgang hinsichtlich der Durchbruchsspannung und damit der optimalen Betriebspannung auf. Während des Ballonflugs treten große Temperaturschwankungen an den Detektoren auf, die eine Spannungsregulierung erfordern.

In Aachen wurden eine Reihe von Testständen zur Charakterisierung von SiPMs aufgebaut. Im Vortrag werden Messungen der Photondetektionseffizienz, des Rauschens, der Crosstalkwahrscheinlichkeit und der Durchbruchspannung in Abhängigkeit der Temperatur der verwendeten SiPM-Arrays des Herstellers Hamamatsu vorgestellt.