Diamond Detectors for Ionizing Radiation - HEPHY
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Contents<br />
1 Synopsis 4<br />
2 Introduction 6<br />
3 Material Properties 9<br />
3.1 General Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9<br />
3.2 Electrical Properties . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10<br />
3.3 Types of <strong>Diamond</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />
3.4 CVD Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />
4 Solid State Detector Theory 15<br />
4.1 Bethe-Bloch Theory . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15<br />
4.2 Landau Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16<br />
4.3 Principal Detector Layout . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18<br />
5 Detector Material Comparison 20<br />
5.1 <strong>Diamond</strong> <strong>Detectors</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />
5.1.1 Charge Collection Distance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20<br />
5.1.2 Collection Distance vs. Electric Field . . . . . . . . . . . . . . . . . 22<br />
5.2 Si <strong>Detectors</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23<br />
5.3 Ge <strong>Detectors</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25<br />
5.4 GaAs <strong>Detectors</strong> . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25<br />
6 Characterization 26<br />
6.1 Characterization Setup . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26<br />
6.1.1 Particle Source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27<br />
6.1.2 Detector Ampliers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27<br />
6.1.2.1 Charge-Sensitive Amplier . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28<br />
6.1.2.2 Grounded Base Amplier . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29<br />
6.1.3 Readout Electronics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30<br />
6.1.4 Data Acquisition Software . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31<br />
6.2 Calibration and Noise Measurements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32<br />
6.3 Fit Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33<br />
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