Radiation Hardness Studies of Monolithic Active Pixel Sensors ...

52 KAPITEL 4. METHODEN ZUR STRAHLENHÄRTEUNTERSUCHUNG
Abbildung 4.9 zeigt unter anderem die mit einer Fe-55-Quelle bestimmte Ladungssammlungseffizienz.
Nach Röntgenbestrahlung scheint die Ladungssammlungseffizienz um absolute 3%
verbessert zu sein. Es ist unerwartet, dass eine einfache Bestrahlung die Funktionsfähigkeit des
Sensors verbessern sollte. Die Ladungssammlungseffizienz scheint sich auch mit steigender
Temperatur über T > 20 ◦ C dramatisch zu verbessern (Abbildung 4.10).
Um zu überprüfen, ob der Schnitt auf das Rauschen auch das Signal verändert, wurde die
Ladungssammlungseffizienz zusätzlich mit einer Cd-109-Quelle bestimmt. Die Cd-109-Quelle
emittiert im Vergleich zur Fe-55-Quelle Photonen höherer Energie. Als Konsequenz sind
Kalibrations- und Sammelpeak zu höheren Signalhöhen verschoben, das Verhältnis der beiden
als Ladungssammlungseffizienz bleibt konstant. Der Schnitt auf das Rauschen sollte die Position
der Peaks nicht verändern.
Abbildung 4.10 enthält weitere Messpunkte, die mit einer Cd-109-Quelle bestimmt wurden. Im
Gegensatz zu der mit der Fe-55-Quelle bestimmten Ladungssammlungseffizienz steigt die mit
der Cd-109-Quelle gemessene Ladungssammlungseffizienz kontinuierlich über den gesamten
Temperaturbereich von −40 ◦ C bis +40 ◦ C an. Ein plötzlicher Anstieg wie bei der Fe-55-Quelle
wird nicht beobachtet. Weiterhin wird in Abbildung 4.9 demonstriert, dass, wie zu erwarten
ist, die Ladungssammlungseffizienz durch zusätzliche Röntgenbestrahlung nicht wie bei den
Messungen mit der Fe-55-Quelle verbessert wird. Als Konsequenz zeigen Ladungssammlungseffizienzmessungen
mit einer Cd-109-Quelle nicht das widersprüchliche Verhalten der Messungen,
die mit einer Fe-55-Quelle durchgeführt wurden.
Demzufolge ist die Bestimmung der Ladungssammlungseffizienz mit einer Cd-109-Quelle bei
hohen Temperaturen und hohen Strahlendosen zuverlässiger als mit einer Fe-55-Quelle. Als
Konsequenz werden in der Ausheilstudie in Abschnitt 5.2.2 die Spektren eines Cd-109-Strahlers
anstatt eines Fe-55-Strahlers betrachtet.