Testování polovodičových detektorů typu DEPFET

Abstract

Pixelové detektory typu DEPFET byly vynalezeny před více než dvaceti lety, od té doby jsou stále vyvíjeny, například pro japonský experiment Belle II. V této práci jsme zkoumali vlastnosti čtecího cyklu matice detektoru a posun vypočtených poloh zásahů u okrajů detektoru směrem dovnitř, tzv. okrajový efekt. Hlavním cílem této práce bylo seznámit se s detektory částic a jejich principy a speciálně s maticemi DEPFET, sestavit laserovou testovací aparaturu, napsat ovládací makro (ROOT) pro automatizaci měření, provést vlastní měření a analyzovat získaná data. Pro tyto účely jsme použili třínanosekundové červené laserové pulsy, stolky s pojezdy s velmi jemným krokem a dva pulsní generátory. Výsledkem práce je optimalizace napětí mezi vnějším okruhem a vnitřkem aktivní oblasti detektoru, která zredukovala okrajový efekt circa na polovinu. Byly zjištěny časové vlastnosti detektoru, doba potřebná k odvedení náboje a čas během něhož se vyčítá matice detektoru.

DEPFET pixel detectors were developed more than 20 years ago and they are still being improved, for example on Belle II experiment in Japan. In this thesis we studied the properties of readout cycle of detector matrix and the movement of counted hit positions close to the edges of DEPFET matrix, the which is reffered to as edge effect. The main goal of this work was to familiarize with particle detectors and their principles, especially with DEPFET matrices, to set up laser test system and to write ROOT macro for measurement automatization, run the measurement and analyze obtained data. For this purpose we used red 3 nanosecond long laser pulses, moving stages with very fine step and two connected pulse generators. As a result, the voltage between the outer ring and the inner part of the detector active area was optimalised, the edge effect was reduced by a factor of 2. The time properties of readout cycle, the time period of charge clearing and the time in which is the matrix read out, have been found.