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Prototypen Tests für ATLAS Pixel Sensoren Upgrades

Prototypen Tests für ATLAS Pixel Sensoren Upgrades. Supervisor: Karola Dette Teilnehmer: Niklas Heinrich. Agenda. ATLAS-Experiment Halbleitersensoren Tests mit Glasplättchen. I. ATLAS-Experiment. ATLAS Experiment. ATLAS Experiment. ATLAS Experiment. Pixel Detektor.

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Prototypen Tests für ATLAS Pixel Sensoren Upgrades

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Presentation Transcript

  1. Prototypen Tests für ATLAS Pixel Sensoren Upgrades Supervisor: Karola DetteTeilnehmer: Niklas Heinrich

  2. Agenda • ATLAS-Experiment • Halbleitersensoren • Tests mit Glasplättchen

  3. I. ATLAS-Experiment

  4. ATLAS Experiment

  5. ATLAS Experiment

  6. ATLAS Experiment

  7. Pixel Detektor

  8. IBL (Insertable B-Layer)

  9. IBL (Insertable B-Layer) Neues, dünneres Strahlrohr (29mm25mm) Zusätzliche Detektorschicht Näher am Wechselwirkungspunkt (5,05cm 3,27cm) Höhere Auflösung, besseres Tracking Strahlenhärtere Sensoren Schnellere Auslese Innerste Schicht des vorherigen Detektors IBL Strahlrohr

  10. IBL Transport zu ATLAS

  11. IBL Transport zu ATLAS

  12. IBL Transport zu ATLAS

  13. II. Halbleitersensoren

  14. Bändermodell

  15. Siliziumkristall

  16. Dotieren =Einbringen von Fremdatomen p-Dotierung n-Dotierung Die freie Stelle am Bor-Atom wird von anderen Elektronen aufgefüllt. Dabei entstehen an anderer Stelle neue Löcher. Diese Leerstellen wandern entgegengesetzt zum Elektronenfluss und können als positive „Ladungsträger“ betrachtet werden. Das Phosphor-Atom gibt sein 5. Elektron ab, das keine Bindung eingehen kann. Es dient als freier Ladungsträger.

  17. Verarmungszone • Ladungsträgerverarmte Zone entsteht (Raumladungszone = RLZ) durch Rekombination • Gleichgewicht aus Diffusionskraft und elektrischer Kraft • Diode: Durchlassrichtung • und Sperrrichtung Verarmungszone, Raumladungszone

  18. Spannung in Sperrrichtung Das Kräftegleichgewicht wird verschoben. Die Verarmungszone wächst!

  19. Halbleitersensor

  20. Halbleitersensor

  21. Bump Bonds

  22. Kapazitive Kopplung • Tritt zwischen benachbarten Leitern unterschiedlichen Potentials auf • Leiteroberflächen können als Kondensatorplatten betrachtet werden • Ladungsverschiebung zwischen Leitern • Starke Frequenz- und Abstandsabhängigkeit (nur bei kleinen Abständen)

  23. III. Tests mit Glasplättchen

  24. Vermessung • Vermessung der einzelnen Glasplättchen und der Paare • Unregelmäßigkeiten in der Dicke der Glasplättchen im Mikrometerbereich

  25. Kleben • Auftragen des Klebstoffs • Zusammenkleben zweier Plättchen • Mehrere Messreihen mit verschiedenen Klebstoffmengen

  26. Kleben

  27. Kleben

  28. Erneute Vermessung der Paare • Gleichmäßige Verteilung des Klebstoffs überprüfen

  29. Protokollierung der Messergebnisse

  30. Grafische Auswertung

  31. Grafische Auswertung

  32. Grafische Auswertung

  33. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit und die interessanten zwei Wochen!

  34. Textquellen • http://www.halbleiter.org/grundlagen/ • https://cds.cern.ch/record/1460889/files/ATL-INDET-SLIDE-2012-428.pdf • http://de.academic.ru/dic.nsf/dewiki/1066693 • http://de.wikipedia.org/wiki/Kapazitive_Kopplung Letzter Aufruf jeweils am 07.05.14

  35. Grafikquellen • http://www.atlas.ch/photos/atlas_photos/selected-photos/detector-site/surface/9906026-A4-at-144-dpi.jpg • http://wallpoper.com/images/00/37/09/29/atlas-cern_00370929.jpg • http://www.hep.physik.uni-siegen.de/pics/atlasdetector_cs.jpg • http://li5.ziti.uni-heidelberg.de/atlas/pixel_det3.png • http://inspirehep.net/record/928247/files/IBLphotos.png • http://li5.ziti.uni-heidelberg.de/atlas/ibl1.png • http://www.halbleiter.org/img/grundlagen/leiter/baendermodell.gif • http://www.bibianatroost.de/Webcard/elektronik/grundlagen/bilder/Siliziumkristall2.gif • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/e/e9/SiliconCroda.jpg • http://www.halbleiter.org/img/grundlagen/dotieren/p-dotieren.gif • http://www.halbleiter.org/img/grundlagen/dotieren/n-dotieren.gif • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/3/3e/Pn_Junction_Diffusion_and_Drift.svg/1000px-Pn_Junction_Diffusion_and_Drift.svg.png • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/92/Pn-Uebergang_mit_Banddiagramm.svg/620px-Pn-Uebergang_mit_Banddiagramm.svg.png • http://www.halbleiter.org/grundlagen/p-n/#p-n-Uebergang_mit_angelegter_elektrischer_Spannung • http://www.physics.ucdavis.edu/alumnewsletters/fall1996/Fig.gif • http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/8/87/Prinzip_Kapazitive_Kopplung.svg/330px-Prinzip_Kapazitive_Kopplung.svg.png Letzter Aufruf jeweils am 07.05.14

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