Freiburg 2008 – wissenschaftliches Programm

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 56: Halbleiterdetektoren III

T 56.6: Vortrag

Mittwoch, 5. März 2008, 18:00–18:15, KGI-HS 1228

Strahlenhärte von Diamant modelliert mit der Niel-Hypothese — Wim de Boer¹, Alex Furgeri¹, •Steffen Müller¹, Christian Sanders¹, Eleni Berdermann² und Michal Pomorski² — ¹IEKP, Univ. Karlsruhe — ²GSI, Darmstadt

Diamant hat sich in den letzten Jahren durch seinen geringen Leckstrom und hohe Wärmeleitfähigkeit zu einem besonderen Detektormaterial etabliert. Schon heute werden spezielle Aufgaben, wie etwa das Strahlmonitoring mit Diamantdetektoren hervorragend gelöst. Für jeden Einsatz von Diamant muss man seine Eigenschaften, insbesondere die Strahlenhärte sehr gut verstehen. Für Silizium hat sich hierfür die NIEL-Hypothese bewährt, welche besagt, dass die Defekte im Detektormaterial proportional zu dem "nicht ionisierenden Energieverlust" (engl. NIEL) sind.

Im Vortrag wird zunächst die NIEL-Hypothese vorgestellt, dann die berechneten NIEL-Wirkungsquerschnitte von Silizium und Diamant verglichen. Bei Strahlenergien oberhalb 100 MeV dominiert der inelastische NIEL-Wirkungsquerschnitt, der in Diamant deutlich geringer ist als in Silizium. Bei kleinen Strahlenergien werden die Defekte durch Rutherford-Streuung erzeugt, die Differenz im NIEL-Wirkungsquerschnitt zwischen Diamant und Silizium ist dementsprechend geringer. Dadurch ist die Strahlenhärte zwischen Diamant und Silizium-Sensoren bei niedrigen Energien deutlich geringer als bei hohen Energien, wie Messungen belegen.

Auch am LHC spielen Teilchen unterhalb 100 MeV eine wichtige Rolle, wie Simulationen belegen.