Study of radiation damage in silicon detectors for high ... - F9

9Povzetek doktorskega dela9.1 UvodSilicijevi pozicijsko obcutljivi detektorji igrajo pomembno vlogo pri sodobnih eksperimentihs podrocja zike osnovnih delcev. Zaradi izjemno dobre krajevne locljivosti 41 , hitregaodziva in majhne kolicine materiala se uporabljajo predvsem kot detektorji vozlisc. Ti senahajajo najblize tocki interakcije in so namenjeni cim natancnejsi rekonstrukciji tockerazpada primarnih in sekundarnih delcev.V vlogi detektorjev sledi bodo silicijevi detektorji igrali pomembno vlogo v nacrtovaniheksperimentih na trkalniku LHC. Ta bo pricel delovati v pricetku naslednjega tisocletjav Evropskem centru za ziko delcev CERN pri Zenevi. Trkalnik bo omogocal trke medprotoni s teziscno energijo 14 TeV in luminoznostjo od 10 33 do 10 34 /cm 2 s. Razpolozljiveenergije bodo omogocale studij vrste novih procesov, med katerimi je najpomembnejseiskanje Higgsovega bozona, s katerim bi lahko razlozili izvor mase.Posledica izjemno visoke luminoznosti in razpolozljive energije bo visoko sevalnoozadje, se posebej v blizini interakcijske tocke, kjer se bodo nahajali detektorji sledi 42 . Tobo povzrocilo znatne sevalne poskodbe. Da bi omogocili njihovo delovanje tekom desetihlet, kolikor bo trajal eksperiment, je potrebno dobro razumevanje nastanka in razvojasevalnih poskodb. Le dobro nacrtovani detektorji in pretehtan scenarij delovanja lahkoobdrze posledice sevalnih poskodb na sprejemljivi ravni.Sevalne poskodbe silicijevih detektorjev se izrazajo na dvanacina. Poskodbe povrsineso posledica naboja, zbranega na meji med polprevodnikom in oksidom. Te povecajopovrsinske tokoveinzmanjsajo upornost med pasovi, kar vpliva na zbiranje naboja. Druga41S silicijevimi pasovnimi detektorji so dosegli locljivosti do 1 m [1].42Pri eksperimentu ATLAS, v okviru katerega je bilo opravljeno pricujoce delo, se bo silicijev pasovnidel detektorja sledi (SCT - Semi-Conductor Tracker) nahajal na radijih od 30 do 52 cm. Pricakovanesevalne poskodbe, nastale v 10 letih delovanja, bodo ekvivalentne poskodbam priblizno 10 14 n/cm 2 .113