Radiation Hardness Studies of Monolithic Active Pixel Sensors ...

Abbildungsverzeichnis
2.1 Aufbau eines MAPS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
2.2 Schaltbild eines 3T-Pixel und SB-Pixel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
2.3 Auslese einer Pixelmatrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
2.4 Signalentschlüsselung im Fall des 3T-Pixel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.5 Signalentschlüsselung eines SB-Pixel (kontinuierlich) . . . . . . . . . . . . . . 10
2.6 Signalentschlüsselung im Fall des SB-Pixel (diskret) . . . . . . . . . . . . . . 11
2.7 Abmessungen von MIMOSA-18, MIMOSA-19 1. Matrix und MIMOSA-19 2.
Matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.8 Photographie eines MIMOSA-18 und eines MIMOSA-19 . . . . . . . . . . . . 16
3.1 Defekterzeugung entlang einer Teilchenspur . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
3.2 Schadenswirkungsquerschnitt D(E) als Funktion der Teilchenenergie . . . . . 21
3.3 Ausheilmechanismen Defektmigration, Komplexbildung und Komplexzerfall . 23
3.4 Änderungen der Leistungsdaten eines MAPS nach Röntgenbestrahlung nach
[AY07] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
3.5 Ladungsspektrum von MIMOSA-2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
3.6 Änderungen der Leistungsdaten eines MAPS nach Neutronenbestrahlung nach
[Büd08] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
3.7 Beobachtete Ausheilung in MAPS nach [Dep02] . . . . . . . . . . . . . . . . 30
4.1 Die verwendete Hardware zur Datenaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
4.2 Neutronenspektrum nach [BWRP08] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.3 Gemessenes Auslesesignal eines Pixel mit verschiedenen Signalhöhen . . . . . 39
4.4 Leckstromverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
4.5 Rauschenverteilung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
4.6 Ladungsspektrum eines Fe-55-Strahlers bei drei verschiedenen Clustergrößen . 43
4.7 Bestimmung der Ladungssammlungseffizienz aus dem Ladungsspektrum eines
Fe-55-Strahlers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
4.8 Vergleich des gemessenen und mit Gleichung 4.5 berechneten Leckstroms . . . 47
4.9 Ladungssammlungseffizienz bei T = +20 ◦ C . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4.10 Ladungsammlungseffizienz, bestimmt mit einer Fe-55-Quelle und Cd-109-Quelle 51
5.1 Ladungssammlungseffizienz als Funktion der Neutronenbestrahlungsdosis . . . 56
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