Development of pixel detectors for the IBL and HL-LHC ATLAS experiment upgrade

Aquesta tesi tracta el desenvolupament de detectors de silici de tecnologia avançada per experiments de Física d'Altes Energies (HEP en anglès). La mida dels detectors de silici per determinar traces en experiments de HEP ha de disminuïr per millorar la resolució espacial en les mesures i millo...

Descripción completa

Detalles Bibliográficos
Autor: Baselga Bacardit, Marta
Tipo de recurso: tesis doctoral
Estado:Versión publicada
Fecha de publicación:2016
País:España
Institución:CBUC, CESCA
Repositorio:TDR. Tesis Doctorales en Red
OAI Identifier:oai:www.tdx.cat:10803/384718
Acceso en línea:http://hdl.handle.net/10803/384718
Access Level:acceso abierto
Palabra clave:Silici
Silicio
Silicon
Detectors de física d'altres energies
Detectores de física de altas energias
High energy particle detectors
Ciències Experimentals
53
id ES_950759754ad8b6d8b87f9fe3c3df36db
oai_identifier_str oai:www.tdx.cat:10803/384718
network_acronym_str ES
network_name_str España
repository_id_str
dc.title.none.fl_str_mv Development of pixel detectors for the IBL and HL-LHC ATLAS experiment upgrade
title Development of pixel detectors for the IBL and HL-LHC ATLAS experiment upgrade
spellingShingle Development of pixel detectors for the IBL and HL-LHC ATLAS experiment upgrade
Baselga Bacardit, Marta
Silici
Silicio
Silicon
Detectors de física d'altres energies
Detectores de física de altas energias
High energy particle detectors
Ciències Experimentals
53
title_short Development of pixel detectors for the IBL and HL-LHC ATLAS experiment upgrade
title_full Development of pixel detectors for the IBL and HL-LHC ATLAS experiment upgrade
title_fullStr Development of pixel detectors for the IBL and HL-LHC ATLAS experiment upgrade
title_full_unstemmed Development of pixel detectors for the IBL and HL-LHC ATLAS experiment upgrade
title_sort Development of pixel detectors for the IBL and HL-LHC ATLAS experiment upgrade
dc.creator.none.fl_str_mv Baselga Bacardit, Marta
author Baselga Bacardit, Marta
author_facet Baselga Bacardit, Marta
author_role author
dc.contributor.none.fl_str_mv Pellegrini, Giulio
Casado Lechuga, Maria Pilar
Universitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física
dc.subject.none.fl_str_mv Silici
Silicio
Silicon
Detectors de física d'altres energies
Detectores de física de altas energias
High energy particle detectors
Ciències Experimentals
53
topic Silici
Silicio
Silicon
Detectors de física d'altres energies
Detectores de física de altas energias
High energy particle detectors
Ciències Experimentals
53
description Aquesta tesi tracta el desenvolupament de detectors de silici de tecnologia avançada per experiments de Física d'Altes Energies (HEP en anglès). La mida dels detectors de silici per determinar traces en experiments de HEP ha de disminuïr per millorar la resolució espacial en les mesures i millorar l'ocupancia en l'electrònica. Els experiments al CERN hauran de funcionar amb fluencies de fins a 2·10 16 n eq 1cm2 , i els detectors de silici més petits tindran menys atrapament de les parelles electró-forat generats al volum, que porta a un millor comportament sota un medi amb alts nivells de radiació. Aquesta tesi estudia detectors de silici fabricats al CNM-Barcelona per aplicacions de HEP amb dos tipus d'arquitectura nou: 3D i detectors d'allau amb guany moderat (LGAD en anglès). Els detectors 3D afavoreixen la reducció de la mida de la regió buidada dins del detector i permet treballar a voltatges més baixos, mentres que els detectors LGAD tenen guany intern que incrementa la senyal col·leccionada amb un mecanisme de multiplicació. El capítol 1 introdueix els detectors de silici aplicats a HEP. Els capítols 2 i 3 exploren els dissenys de detectors 3D de silici fabricats al CNM-Barcelona. Els detectors 3D de silici van ser introduïts per primera vegada a un experiment de HEP durant el 2013 per una nova capa del experiment ATLAS, la Insertable B-Layer (IBL), i alguns d'aquests detectors han sigut caracteritzats durant aquest treball. Actualment, detectors 3D de silici amb dimensions de píxel més petites seran operatius per noves posades a punt de l'ATLAS, i aquests detectors s'han simulat en aquest treball. El capítol 4 està dedicat a detectors LGAD segmentats i fabricats en oblies epitaxials amb la intenció de disminuïr el gruix dels detectors i augmentar la càrrega col·leccionada amb el mecanisme de multiplicació. Aquesta tesi mostra simulacions tecnològiques, el procés de fabricació, simulació elèctrica i caracterització elèctrica i de càrrega d'aquests detectors.
publishDate 2016
dc.date.none.fl_str_mv 2016
2016
2016
dc.type.none.fl_str_mv info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
info:eu-repo/semantics/publishedVersion
format doctoralThesis
status_str publishedVersion
dc.identifier.none.fl_str_mv http://hdl.handle.net/10803/384718
url http://hdl.handle.net/10803/384718
dc.language.none.fl_str_mv Inglés
language_invalid_str_mv Inglés
dc.rights.none.fl_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
info:eu-repo/semantics/openAccess
rights_invalid_str_mv http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/
eu_rights_str_mv openAccess
dc.format.none.fl_str_mv 210 p.
application/pdf
application/pdf
dc.publisher.none.fl_str_mv Universitat Autònoma de Barcelona
publisher.none.fl_str_mv Universitat Autònoma de Barcelona
dc.source.none.fl_str_mv TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)
reponame:TDR. Tesis Doctorales en Red
instname:CBUC, CESCA
instname_str CBUC, CESCA
reponame_str TDR. Tesis Doctorales en Red
collection TDR. Tesis Doctorales en Red
repository.name.fl_str_mv
repository.mail.fl_str_mv
_version_ 1869413757602496512
spelling Development of pixel detectors for the IBL and HL-LHC ATLAS experiment upgradeBaselga Bacardit, MartaSiliciSilicioSiliconDetectors de física d'altres energiesDetectores de física de altas energiasHigh energy particle detectorsCiències Experimentals53Aquesta tesi tracta el desenvolupament de detectors de silici de tecnologia avançada per experiments de Física d'Altes Energies (HEP en anglès). La mida dels detectors de silici per determinar traces en experiments de HEP ha de disminuïr per millorar la resolució espacial en les mesures i millorar l'ocupancia en l'electrònica. Els experiments al CERN hauran de funcionar amb fluencies de fins a 2·10 16 n eq 1cm2 , i els detectors de silici més petits tindran menys atrapament de les parelles electró-forat generats al volum, que porta a un millor comportament sota un medi amb alts nivells de radiació. Aquesta tesi estudia detectors de silici fabricats al CNM-Barcelona per aplicacions de HEP amb dos tipus d'arquitectura nou: 3D i detectors d'allau amb guany moderat (LGAD en anglès). Els detectors 3D afavoreixen la reducció de la mida de la regió buidada dins del detector i permet treballar a voltatges més baixos, mentres que els detectors LGAD tenen guany intern que incrementa la senyal col·leccionada amb un mecanisme de multiplicació. El capítol 1 introdueix els detectors de silici aplicats a HEP. Els capítols 2 i 3 exploren els dissenys de detectors 3D de silici fabricats al CNM-Barcelona. Els detectors 3D de silici van ser introduïts per primera vegada a un experiment de HEP durant el 2013 per una nova capa del experiment ATLAS, la Insertable B-Layer (IBL), i alguns d'aquests detectors han sigut caracteritzats durant aquest treball. Actualment, detectors 3D de silici amb dimensions de píxel més petites seran operatius per noves posades a punt de l'ATLAS, i aquests detectors s'han simulat en aquest treball. El capítol 4 està dedicat a detectors LGAD segmentats i fabricats en oblies epitaxials amb la intenció de disminuïr el gruix dels detectors i augmentar la càrrega col·leccionada amb el mecanisme de multiplicació. Aquesta tesi mostra simulacions tecnològiques, el procés de fabricació, simulació elèctrica i caracterització elèctrica i de càrrega d'aquests detectors.This thesis presents the development of advanced silicon technology detectors fabricated at CNM-Barcelona for High Energy Physics (HEP) experiments. The pixel size of the tracking silicon detectors for the upgrade of the HL-LHC will have to decrease in size in order to enhance the resolution in position for the measurements and they need to have better occupancy for the electronics. The future experiments at CERN will cope with fluences up to 2·10 16 n eq 1cm2 , and the smaller 3D silicon detectors will have less trapping of the electron-holes generated in the bulk leading to a better performance under high radiation environment. This thesis studies silicon detectors fabricated at CNM-Barcelona applied to HEP experiments with two different kinds of novel projects: 3D and Low Gain Avalanche Detectors (LGAD). The 3D detectors make it possible to reduce the size of the depleted region inside the detector and to work at lower voltages, whereas the LGAD detectors have an intrinsic gain which increase the collected signal with a multiplication mechanism. Chapter 1 introduces the silicon detectors applied to HEP experiments. Chapters 2 and 3 explore the new designs for 3D silicon detectors fabricated at CNM-Barcelona. 3D silicon detectors were first introduced in a HEP experiment in 2013 for a new ATLAS layer, the Insertable B layer (IBL), and some of them are characterized in this work. Now, it is expected that 3D silicon detectors with smaller pixel size will be operative for the next ATLAS upgrade, and they are also simulated in this thesis. Chapter 4 is devoted to segmented LGAD detectors fabricated on epitaxial wafer with the intention to decrease the thickness of the detector and increase the charge collected with the multiplication mechanism. This thesis shows technological simulations, fabrication process, electrical simulations and electrical and charge characterization of those devices.Universitat Autònoma de BarcelonaPellegrini, GiulioCasado Lechuga, Maria PilarUniversitat Autònoma de Barcelona. Departament de Física201620162016info:eu-repo/semantics/doctoralThesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersion210 p.application/pdfapplication/pdfhttp://hdl.handle.net/10803/384718TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)reponame:TDR. Tesis Doctorales en Redinstname:CBUC, CESCAInglésL'accés als continguts d'aquesta tesi queda condicionat a l'acceptació de les condicions d'ús establertes per la següent llicència Creative Commons: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/es/info:eu-repo/semantics/openAccessoai:www.tdx.cat:10803/3847182026-06-14T12:46:07Z
score 15,301603

Similares en LA Referencia