Mainz 2014 – wissenschaftliches Programm

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 22: Detektorsysteme 1

T 22.6: Vortrag

Montag, 24. März 2014, 12:20–12:35, GFH 01-721

Untersuchungen des elektrischen Feldes von hoch bestrahlten Diamantsensoren — Tobias Barvich¹, Wim de Boer¹, Alexander Dierlamm¹, Moritz Guthoff^1,2, •Florian Kassel¹, Thomas Müller¹, Andreas Nürnberg¹ und Pia Steck¹ — ¹Institut für Experimentelle Kernphysik (IEKP), KIT — ²CERN

Um ein unkontrolliertes Entweichen des Strahls am LHC zu verhindern, wird der Teilchenstrahl durch etwa 3700 Strahlmonitore überwacht. Im Bereich der Detektoren sind dies aus Platzgründen keine Ionisationskammern, sondern Diamantsensoren. Das im CMS Detektor auf Diamantsensoren basierende "Beam Condition Monitor (BCM)" System wurde von uns mitgebaut. Die Strahlungshärte der Diamantsensoren bezogen auf die Ladungssammlungseffizienz fiel deutlich geringer aus, als anhand von Labormessungen erwartet wurde. Die Erklärung liegt in der Ratenabhängigkeit der Effizienz: bei hohen Raten, wie sie während des Betriebs des LHC vorkommen, werden die durch Strahlung erzeugten Defekte geladen, wodurch das interne elektrische Feld abnimmt ("Polarisation"). Um diesen Effekt zu verifizieren, wurden TCT (Transient Current Technique) Messungen an bestrahlten Einkristall- und polykristallinen Diamantsensoren durchgeführt und das elektrische Feld als Funktion der Rate bestimmt. Simulationen mit der Software "Synopsys TCAD Sentaurus" wurden mit den experimentellen Ergebnissen verglichen.