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Mainz 2004 – scientific programme

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T: Teilchenphysik

T 203: Halbleiterdetektoren III

T 203.1: Talk

Tuesday, March 30, 2004, 14:00–14:15, HS I

Strahlenhärte dünner epitaktischer Siliziumdetektoren — •Devis Contarato1, E. Fretwurst1, G. Kramberger2,3, G. Lindström1, I. Pintilie1,4, R. Röder5, A. Schramm1 und J. Stahl11Universität Hamburg, Institut für Experimentalphysik, Hamburg (Deutschland) — 2Deutsches Elektronen-Synchrotron DESY, Hamburg (Deutschland) — 3Jožef Stefan Institute, Ljubljana (Slovenia) — 4National Institute for Materials Physics, Bucharest-Magurele (Romania) — 5CiS Institut für Mikrosensorik gGmbH, Erfurt (Deutschland)

Für einen geplanten Ausbau des LHC mit einer um den Faktor 10 erhölten Luminosität wird die Strahlenbelastung der ersten Lage eines Silizium-Vertex-Detektors im Bereich von 1016 π/cm2 liegen. Es wird gezeigt, dass dünne epitaktische Siliziumdetektoren eine mögliche Lösung dieser extremen Herausforderung hinsichtlich der Strahlentoleranz darstellen. Erste Untersuchungen ergaben, dass bei Schädigung durch geladene Hadronen (24 GeV/c und 10 MeV Protonen, 58 MeV Li-Ionen) bis zu äquivalenten Fluenzen von 1016 cm−2 keine Inversion des Raumladungsvorzeichens auftritt und die Ladungssammlungseffizienz noch 75% beträgt. Eine mögliche Erklärung dieser hohen Strahlentoleranz bezüglich der Änderung der effektiven Raumladungsdichte bzw. der Verarmungsspannung liegt darin, dass es zu einer Kompensation der strahleninduzierten tiefen Akzeptoren durch die Erzeugung von Donatoren kommt. Ferner werden Ausheilexperimente bei 60C und 80C vorgestellt und die sich daraus ergebenden Auswirkungen auf den Betrieb der Detektoren unter LHC-Bedingungen diskutiert.

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