Upgrade des ATLAS-Pixeldetektors … Programme für Messungen an Sensorchips

Inhalt Aufbau des ATLAS-Detektors Der Pixeldetektor und das Upgrade Drei Arten der Sensoren Unsere Projekte während des Praktikums Temperature Measurement Achsentisch Current Measurement Messergebnisse 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Inhalt Aufbau des ATLAS-Detektors Der Pixeldetektor und das Upgrade Drei Arten der Sensoren Unsere Projekte während des Praktikums Temperature Measurement Achsentisch Current Measurement Messergebnisse 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Aufbau des ATLAS-Detektors Inner detector Calorimeter Moun spectrometer Magnet system 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Inner detector Pixeldetector: SCT TRT Bestehend aus Siliziumsensoren Drei Lagen im Umfangbereich von 5, 9 und 12 cm (barrels) Drei „disks“ im Radius von 9 - 15 cm 1744 Module a 16 Chips mit je 18x160 Pixel Ergibt ca. 80.000.000 Pixel SCT TRT 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Funktionsweise des Sensors 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Funktionsweise des Sensors Funktion ähnlich einer Diode Erzeugung von Elektron-Loch-Paaren, die re- gistriert werden  Signal des Pixels 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

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Pixeldetektor und das Upgrate Drei Arten von Sensoren: Silizium planar Silizium 3D Diamant Verschiedene Vor-/Nachteile Problem: grosse Naehe zur Kollision  intensive Bestrahlung  Verkürzung der Lebensdauer der Sensoren Streben nach Verbesserung der Sensoren bezüglich höherer Strahlungsresistenz 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Langlebigkeitstests der Pixel Tests und Tuning vor Bestrahlung Ziel: Angleichung der Reaktion der Pixel Bestrahlung/Test Beam Tests und Tuning nach der Bestrahlung Wiederholungen der einzelnen Schritte bis zum gewünschten Ergebnis 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Messungen an den Sensoren Temperaturabhängige Messungen Ermittlung des Pixelrauschens (Dunkelstrom) Verhalten bei verschiedenen Spannungen (Strommessungen) 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Inhalt Aufbau des ATLAS-Detektors Der Pixeldetektor und das Upgrade Drei Arten der Sensoren Unsere Projekte während des Praktikums Programm zur Temperaturmessung Achsentisch Current Measurement Messergebnisse 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Programm zur Temperaturmessung Verschiedene Tests der Sensoren im Klimaschrank Exakte Temperatur des Sensors benötigt Problem: Platte hat andere Temperatur als Sensor  Einsatz eines Temperatursensors an Keithley Dieser misst nur Widerstandswerte und gibt diese aus 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Programm zur Temperaturmessung 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Programm zur Temperaturmessung Unsere Aufgabe: Ein Programm schreiben, dass die gemessenen Widerstandswerte ausliest & in Temperaturwerte umrechnet & graphisch anzeigt & als Datei tabellarisch ausgibt Programmierung: Labview 8.6 Graphische Programmierung 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Programm zur Temperaturmessung 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Programm zur Temperaturmessung 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Programm zur Temperaturmessung 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Achsentisch Zum Analysieren der Pixel eines Sensors und für weitere Tests benötigt Sehr genaue Bewegungen, die per PC gesteuert werden koennen (mit Genauigkeit von 0.1 μm) Unsere Aufgabe: Einstellungen am Gerät/Inbetriebnahme Verbindung mit PC herstellen Steuerung per Einbindung in Labview 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Achsentisch z y x 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Achsentisch Oberfläche und Benutzung: 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Achsentisch Blockdiagramm: 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Achsentisch 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Current Measurement Voltage ramping Messen der Spannung auf den einzelnen Stufen des Rampings Danach Übergang in eine Langzeitmessung Graphische Darstellung und tabellarische Datei Zum Beispiel zur Prüfung von Durchbruchspannungen UBR 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Current Measurement 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Current Measurement 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Durchlassbereich 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Sperrbereich Durchlassbereich 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Durchbruchbereich Sperrbereich Durchlassbereich 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Vielen Dank für das Praktikum! 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011

Quellen http://www-zeus.physik.uni-bonn.de/img/AtlasDetectorLabeled.jpg http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/d/d6/Pn-junction- equilibrium.png http://forums.ni.com/t5/image/serverpage/image- id/9310i902B476625225E8F/image-size/original?v=mpbl-1&px=-1 http://wapedia.mobi/de/Defektelektron http://keithley.ch http://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Datei:Kennlinie_Diode_1N914.svg&f iletimestamp=20110408092718 Mesurement Data from 05/19/2011 5/20/2011 Sebastian Dehe, Lukas Katzenmeier | CERN Internship 2011