Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

∞ Arnošt Bělohlávek

∞ Jan Smrčina

∞ Vít Humpál

∞ Školitel: Bc. Radek Šmakal

Vypracováno pro projekt Cesta k vědě (veda.gymjs.net) 23.11.2007

Vlastnosti křemíkových driftových detektorů částic

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

Obsah

• SDD – Silicon Drift Detector Vývoj• Princip SDD Typy a struktura Doba driftu Hlavní využití a výhody• Nevýhody

• Naše dosavadní práce• Co máme k dispozici• Cíle• Úspěchy • Problémy

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

• Nápad z roku 1984• E. Gatti a P. Řehák.

• Prototypy• Gatti, Řehák, Kemmer,

Lutz• Mnichov 1985

SDDVývoj

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

SDDPrincip

Průchod částice excituje valenční elektrony do vodivostního pásu Tvorba elektron-

děrových párů

Potenciálový spád na p+stripech urychluje e- k n+anodě

• Podle doby driftu elektronů k anodě lze určit polohu průchodu částice

• Pro získání přesných údajů je anoda rozdělena do segmentů

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

SDDTypy a struktura Struktura

Katody jsou uloženy v soustředných kružnicích

Katody jsou uloženy rovnoběžně

• Lineární

• Radiální

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

SDDDriftová rychlost

μe, μ

h je pohyblivost elektronů a děr v daném

prostředí, závisí na teplotě

• Při teplotě 300K se μe=0.13 a

μh=0.05 m2V-1s-1

Eμ=v

Eμ=v

hh

ee

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

SDDVyužití a výhody

• Slouží k detekci nabitých částic a fotonů• Stačí malá energie

• Používají se u experimentů se srážkami těžkých iontů (CERES, ALICE …)

• Analogový výstup může sloužit k identifikaci částic

• Oproti SSD jim stačí menší počet stripů• Menší kabeláž

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

SDDNevýhody

• Vysoká citlivost na teplotu

• Operace s vysokým napětím• náročnost na izolace

• Technologická náročnost

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

Naše práceCo máme k dispozici

• Aparaturu používanou v NA/45 CERES• 2 SDD AZTEC• Množství elektroniky

• Mezizesilovač• 6 FADC Crate• VME Crate• 4 Dividery• Několik zdrojů nízkého napětí• 2 BERTANY

• Dokumentaci a deníky z experimentu NA/45 CERES

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

Naše práceCo máme k dispozici

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

Naše práceCo máme k dispozici

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

Naše práceCíle

• Zapojení detektoru• Zdrojů a vyčítací elektroniky

• Vytvoření počítačového interface• Komunikace s VME Cratem• Počítačové ovládání BERTANU

• Měření• Zatím v daleké budoucnosti

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

Naše práceÚspěchy

• Nalezli jsme vše potřebné• Alespoň pro část detektoru

• Proměřili jsme Dividery• U jednoho shořel display

• Zprovoznili jsme počítačovou komunikaci s VME

• Pouze na nejnižší úrovni

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

• FADC a VME mají odlišné konektory• K BERTANU neexistuje počítačové rozhraní

• Musíme točit kolečkem• Nedostatek prostoru

Naše práceProblémy

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

Naše práceProblémy

Modifikace a šíření dokumentu podléhá licenci GNU (www.gnu.org).

Závěr

• Pokoušíme se zprovoznit zařízení které je staré asi 15 let

• Nikdo mimo skupiny NA/45 CERES to zatím nedokázal

• Je před námi ještě mnoho práce