Study on the tolerance of partially and fully depleted CPS to non-ionizing radiation

  • Sensors for high rate charge particle tracking have to withstand the harsh radiation doses deposited by the particles to be sensed. This holds particularly for the novel CMOS Monolithic Active Pixel Sensors, which are considered a promising sensor technology for future vertex detectors due to their very light material budget and excellent spatial resolution. To resist the radiation doses expected close to the interaction regions of heavy-ion experiments, the sensors have to be hardened against radiation doses, which exceed the native tolerance of CMOS technology significantly. In this thesis, the results of non-ionizing radiation hardness studies at the IKF on sensor prototypes developed at the IPHC in Strasbourg are presented. Our results demonstrate that the CMOS sensors evaluated in the context of this thesis can withstand non-ionizing radiation of up to 5×10^14 neq/cm^2. This hardness qualifies them as promising candidates for use in future vertex detectors.
  • In Schwerionen-Kollisionen verschmelzen Atomkerne und Nukleonen in ihre elementaren Bestandteile, die Quarks und Gluonen, und bilden für einen kurzen Augenblick jene Urmaterie, von der man annimmt, dass sie das Universum bis wenige Mikrosekunden nach dem Urknall erfüllte. Die heiße Reaktionszone dehnt sich mit fast Lichtgeschwindigkeit aus, kühlt dabei ab und kondensiert wieder zu einer Vielzahl gewöhnlicher Materieteilchen. Teilchendetektoren müssen möglichst viele dieser Teilchen vermessen und ihre Anzahl, Art, Masse, Energie und Trajektorie aufzeichnen, um die Eigenschaften der Materie unter diesen extremen Bedingungen ermitteln zu können. Hierzu kommen unter anderem, CMOS Monolithisch Aktive Pixel-Sensoren (CPS) zum Einsatz...

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Metadaten
Author:Benjamin LinnikGND
URN:urn:nbn:de:hebis:30:3-712353
DOI:https://doi.org/10.21248/gups.71235
Place of publication:Frankfurt am Main
Referee:Joachim StrothORCiDGND, Michael DeveauxORCiDGND
Document Type:Doctoral Thesis
Language:English
Date of Publication (online):2022/12/06
Year of first Publication:2022
Publishing Institution:Universitätsbibliothek Johann Christian Senckenberg
Granting Institution:Johann Wolfgang Goethe-Universität
Date of final exam:2022/11/29
Release Date:2022/12/06
Tag:CBM; CPS; MAPS; Radiation hardness
Page Number:143
Last Page:139
HeBIS-PPN:502309423
Institutes:Physik / Physik
Dewey Decimal Classification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 53 Physik / 530 Physik
Sammlungen:Universitätspublikationen
Licence (German):License LogoDeutsches Urheberrecht