Beta Source Tests of Semiconductor Detectors ITk for ATLAS Upgrade

Abstract

Testovánı́ křemı́kových detektorů ITk beta zářičem pro experiment ATLAS Upgrade Abstrakt: Experiment ATLAS projde významným vylepšenı́m před začátkem High Luminosity fáze fungovánı́ LHC. Zejména pak bude vyměněn současný systém dráhových detektorů (ID) za plně křemı́kový ITk. Laboratoře ÚČJF se podı́lejı́ na výzkumu a vývoji SCT detektorových modulů pro ITk. Tato práce byla zaměřena na nı́zkoteplotnı́ β testy prototypu R0 FR 5. Po otestovánı́ zch- lazovacı́ho cyklu bylo naměřeno 11 threshold scanů na dvou ABC130 čipech. Sebraný náboj byl na čipu č. 6 naměřen v rozmezı́ 2.9 ± 0.2 fC a 3.1 ± 0.2 fC při poměru signál/šum od 16.0±1.0 při teplotě 24 ◦ C do 22.7±1.5 při −15 ◦ C. Mimo nejistotu měřenı́ nebyla pozorována žádná závislost sebraného náboje na teplotě. Výsledky jsou v souladu s předchozı́mi podobnými měřenı́mi. Rovněž byl řešen problém fitovánı́sebraného náboje v různých jednotkách, při čemž byla prokázána rovnocennost těchto fitů. Schopnost laboratořı́ ÚČJF provádět nı́zkoteplotnı́ β testy byla potvrzena.

Beta Source Tests of Semiconductor Detectors ITk for ATLAS Upgrade Abstract: The ATLAS experiment is due to undergo a major upgrade for the High Luminosity phase of the LHC operation. In particular, the current tracking system (ID) will be replaced by full-silicon ITk. IPNP laboratories are involved in R&D of SCT detector modules for ITk. Low-temperature β-source tests of the R0 FR 5 module prototype were the main focus of this thesis. After testing the cooling cycle, 11 threshold scans were performed on two ABC130 chips, yielding the median collected charge ranging between 2.9 ± 0.2 fC and 3.1 ± 0.2 fC for chip #6 at SNR from 16.0 ± 1.0 at 24 ◦ C to 22.7 ± 1.5 at −15 ◦ C. No trend with temperature was observed outside the error bars. The results are in accordance with previous similar measurements. Question of fitting the median collected charge in various units was adressed and equivalence of the fits was determined. The ability of IPNP laboratories to perform low-temperature β-source tests was proven.