Sensores de silicio avanzados para futuros experimentos en colisionadores

Abstract

RESUMEN: En este trabajo se ha llevado a cabo un estudio de nuevos sensores de silicio para su uso en futuros experimentos colisionadores de partículas. Por una parte, se ha evaluado el daño por radiación de diodos de silicio de diferentes tecnologías y espesores para su uso en el futuro calorímetro del experimento Compact Muon Solenoid en el CERN. Estos sensores fueron irradiados con neutrones hasta fluencias de 1.6E16 n/cm2. Principalmente se han hecho estudios del consumo de corriente, efectos sobre la capacidad, medidas de colección de carga con láser y fuente radioactiva y medidas de resolución temporal. Por otro lado, se ha estudiado la viabilidad de un nuevo prototipo de sensores de microtiras con electrodos resistivos sensibles en dos coordenadas. Estos sensores fueron propuestos como una posible solución a incorporar en uno de los detectores del futuro International Linear Collider. En este nuevo prototipo de sensores, se incorpora el método de división de carga resistiva a lo largo de las microtiras. Se realizaron caracterizaciones con fuente radioactiva y medidas de la resolución espacial en ambas coordenadas.

ABSTRACT: In this work it has been carried out a study of new silicon sensors for future collider experiments. Firstly, it has been evaluated the radiation hardness of silicon diodes of different thicknesses and different technologies for the new calorimeter of the Compact Muon Solenoid experiment placed at CERN. These sensors were irradiated with neutrons up to a fluence of 1.6E16 n/cm2. Mainly, it has been done studies of power consumption and radiation damage, capacitance and thickness measurements, charge collection efficiency studies with laser, radioactive source characterization and timing performance studies. Secondly, a performance study of two-dimensional position sensitive microstrip sensor with resistive electrodes have been done. These sensors were proposed as a possible solution for one of the detector in the future International Linear Collider. These new sensors implement the resistive charge division method along the microstrips. Radioactive source characterization and measurements of the spacial resolution in both coordinates have been done.