Radiation Hardness Studies of Monolithic Active Pixel Sensors ...

4.2. BESTRAHLUNGEN 35
Alternativ kann zweitens die Hysterese der Kühlvorrichtung ausgenutzt werden. Dazu wird
von der Ausgangstemperatur ausgegangen zuerst auf eine höhere Temperatur innerhalb einer
festgelegten Zeitdauer t1 geheizt und dann innerhalb einer festgelegten Zeitdauer t2 auf die
gewünschte Temperatur gekühlt.
Damit ist zwar noch nicht die genaue Temperatur des Chips bekannt, aber die Temperatur
ist besser reproduzierbar, wenn jeweils die gleichen Zeiträume für das Heizen und Kühlen
gewählt werden. Für die weiteren Auswertungen wird anschließend die Kühlmitteltemperatur
als Temperatur angenommen.
Da die zweite Prozedur mit einem sehr großem Aufwand verbunden ist und die Messungen der
Ausheilstudien nur bei T = +20 ◦ C durchgeführt wurden und somit eine geringere Kühlleistung
erfordern, wurde eine gegenüber der zweiten Prozedur vereinfachte dritte Variante entwickelt.
In dieser wird t1 = 20 min gewartet, bis der Chip die Kühltemperatur möglichst gut annimmt.
Dann wird eine Messung ohne Quelle aufgenommen, die t2 = (9±1) min dauert. Daran schließt
sich eine Messung mit Quelle an, die t3 = (18 ± 1) min lang ist. Anschließend folgt eine weitere
Messung ohne Quelle von ebenfalls t4 = (9 ± 1) min, die redundant mit der ersten ist, aber ein
etwas anderes Temperaturprofil hat. Der Unterschied zwischen der ersten und dritten Messung
kann zur Abschätzung des Einflusses der Temperaturschwankungen auf die Observablen hinzugezogen
werden.
Bei allen Kühlstrategien wurde darauf geachtet, dass die Chips während der Kühlprozedur in
Betrieb waren, damit sich das Temperaturgleichgewicht durch die Inbetriebnahme des Chips
nicht mehr ändert. Die in dieser Arbeit ebenfalls zur Auswertung herangezogenen Messungen
wurden im Rahmen der Arbeiten von [Ott10], [Dom09] und [Büd08] nach der ersten Prozedur
aufgenommen, während die Messungen in dieser Arbeit bei T = −20 ◦ C sowie die Messungen
von MIMOSA-15 nach der zweiten und die Messungen bei T = +20 ◦ C nach der dritten Prozedur
durchgeführt wurden. Die sich daraus resultierende Probleme in der Vergleichbarkeit von
Ergebnissen werden in den jeweiligen Abschnitten diskutiert.
4.2 Bestrahlungen
Im Rahmen dieser Arbeit wurden MAPS mit ionisierender und nicht-ionisierender Strahlung
bestrahlt. Zur Untersuchung von Strahlenschäden nach nicht-ionisierender Bestrahlung wurden
Bestrahlungen mit schnellen Neutronen durchgeführt, Strahlenschäden durch ionisierende
Bestrahlung wurden durch Bestrahlung mit Röntgenlicht erzeugt. Die Bestrahlung mit schnellen
Neutronen wird im Abschnitt 4.2.1, die Bestrahlung mit Röntgenstrahlung im Abschnitt 4.2.2
vorgestellt.