Get Szintillationsdetektoren mit Silizium-Photomultipliern: PDF

By Simon Weingarten

ISBN-10: 3658097604

ISBN-13: 9783658097608

ISBN-10: 3658097612

ISBN-13: 9783658097615

Simon Weingarten beschreibt die Entwicklung von Teilchendetektoren für ein Upgradeprojekt des Triggersystems im CMS-Experiment. Auf foundation von schnellen Plastikszintillatoren und Silizium-Photomultipliern (SiPM) entwickelt der Autor einen neuen Myon-Detektor, der eine hohe Nachweiswahrscheinlichkeit mit großer Signalreinheit verbindet. Der Einfluss verschiedener Modulparameter, wie z.B. die optische Ankopplung zwischen Szintillator und SiPM oder der Einsatz von reflektierenden Szintillatorumwickelungen, wird systematisch untersucht.

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8 herangezogen werden. Jeder Punkt in diesem Scatterplot entspricht einem Ereignis einer Messreihe, in der kosmische Myonen vermessen und die maximalen Pulshöhen der drei Kanäle bestimmt wurden. Auf der x-Achse ist die Summe der Pulshöhen der Einzelsignale aufgetragen, auf der y-Achse die Pulshöhe des Summensignals. 1 wäre ohne Sättigungseffekte ein linearer Verlauf zu erwarten. In der Auftragung sind alle Datenpunkte dieser Messreihe dargestellt, und diejenigen Ereignisse, in denen die zeitliche Position der Pulsmaxima von SiPM A und SiPM B maximal 2 ns auseinander lagen, hervorgehoben.

H. 3: Schaltung zur Bestimmung der PMT-Arbeitspunkte bestimmt. Ein guter Arbeitspunkt zeichnet sich durch eine hohe Detektionseffizienz bei möglichst niedriger Dunkelrauschrate aus. 2 angeordnet. In diesem Aufbau werden jeweils ein PMT und das MTT-Modul 3 benutzt, um Teilchendurchgänge durch den zweiten PMT zu bestimmen. Liefern die beiden äußeren Detektoren koinzidente Signale, muss das Myon auch durch den mittleren Detektor geflogen sein. Die Koinzidenz der äußeren Detektoren gibt also die Anzahl der Teilchendurchgänge wieder, die Koinzidenz aller drei Detektoren gibt Auskunft darüber, wie viele dieser Myonen auch vom PMT in der Mitte detektiert wurden.

Besitzen die Fremdatome mehr Valenzelektronen als der Halbleiter, stehen die überschüssigen Elektronen zum Stromfluss zur Verfügung und man spricht von einer n-Dotierung. Haben die Fremdatome weniger Valenzelektronen als der Halbleiter, entstehen sogenannte positive Löcher, die den Ladungstransport ermöglichen und man spricht von einer p-Dotierung. 4 zeigt schematisch die Bindungen im Kristallgitter von dotiertem Silizium. Silizium besitzt vier Valenzelektronen und kann zum Beispiel mit Phosphor oder Arsen n-dotiert, und mit Aluminium oder Bor p-dotiert werden.

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Szintillationsdetektoren mit Silizium-Photomultipliern: Prototypen für eine Erweiterung des Myon-Triggers am CMS-Experiment by Simon Weingarten


by Edward
4.1

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