Darmstadt 2016 – scientific programme

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HK: Fachverband Physik der Hadronen und Kerne

HK 21: Instrumentation V

HK 21.2: Talk

Tuesday, March 15, 2016, 14:30–14:45, S1/01 A2

Ein Röntgenspektrometer auf der Basis von hochspannungstauglichen CMOS-Sensoren mit hochdotiertem Dopiniggradienten im aktiven Medium* — •Dennis Doering für die CBM-MVD Kollaboration — Goethe-Universität, Frankfurt

Eine Materialanalyse, welche feinste Konzentrationen von Verunreinigungen nachweisen kann, ist die Röntgenfluoreszenzanalyse. Gesucht wird hierfür eine passende Detektortechnologie. Hierzu schlagen wir CMOS-Sensoren vor, wie sie am IPHC Straßburg für Anwendungen in der Schwerionen- und Teilchenphysik entwickelt werden. CMOS-Sensoren zeichnen sich durch ihr geringes Rauschen aus, wodurch sie besonders geeignet sind, Röntgenstrahlung mit einer Energie von wenigen keV nachzuweisen. Weiterhin zeichnen sie sich durch ihre hohe Granularität als ratenfest aus, können unabhängig von aufwändiger (Kühl)-Infrastruktur betrieben werden sowie auch in kommerziellen CMOS-Fertigungsstraßen kostengünstig hergestellt werden.
Wir zeigen in diesem Beitrag, wie aus der Signalantwort eines konventionellen CMOS-Sensors eine Energieinformation mit guter Präzision extrahiert werden kann. Weiterhin demonstrieren wir, wie der Nachteil der geringen Quanteneffizienz durch die seit kurzem verfügbaren, hochspannungstauglichen CMOS-Sensoren mit hochdotiertem Dopiniggradienten im aktiven Medium verbessert werden kann.
Eine mögliche Anwendung kann schließlich die Echtzeitüberwachung auf Spurenverunreinigungen im Trinkwasser mittels Röntgenfluoreszenzanalyse sein.
*gefördert durch das BMBF (05P12RFFC7), HIC for FAIR und GSI.