Dresden 2013 – wissenschaftliches Programm

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T: Fachverband Teilchenphysik

T 66: Halbleiterdetektoren: Strahlenhärte, neue Materialien und Konzepte 1

T 66.2: Vortrag

Dienstag, 5. März 2013, 17:05–17:20, GER-009

Untersuchung der Akkumulationsschicht in segmentierten p+n Si Streifensensoren vor und nach Bestrahlung mit 1 MGy Röntgenstrahlen — •Thomas Poehlsen, Eckhart Fretwurst, Robert Klanner, Jörn Schwandt und Jiaguo Zhang — Institut für Experimentalphysik, Universität Hamburg

Bei segmentierten p+n-Siliziumzählern kann sich an der Si-SiO2 Grenzfläche eine Elektronen-Akkumulationsschicht ausbilden, die die Feldverteilung und die Ladungssammlung maßgeblich beeinflussen kann. Die Größe der Akkumulationsschicht hängt von der angelegten Spannung, den elektrischen Randbedingungen an der SiO2 Oberfläche, den Oxidladungen und den geladenen Zuständen an der Si-SiO2-Grenzschicht ab.

Mit fokussiertem Laserlicht der Wellenlänge 660 nm werden Elektron-Loch-Paare nahe der Akkumulationsschicht erzeugt und deren Sammlung mit der Transient Current Technique untersucht. Kommt es dabei zur unvollständigen Ladungssammlung wird die Akkumulationsschicht aus dem Gleichgewicht gebracht.

Die Erholungszeiten der Akkumulationsschicht werden untersucht. Es zeigt sich, dass der Gleichgewichtszustand bei unbestrahlten Sensoren nach etwa 1 ms wiederhergestellt ist, während er bei bestrahlten Sensoren bereits nach etwa 0.1 ms erreicht wird.

Für Siliziumsensoren am europäischen X-FEL ist die Studie von Bedeutung, da in einem Puls bis zu 100 000 Photonen erwartet werden, und es im nächsten Puls, 220 ns später, möglich sein soll, zwischen einem und keinem Photon zu unterscheiden.