Canali Alessandro Leoni Matteo Petrongari Marco Cenci Francesca
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Ideazione e realizzazione di misure con Multi Pixel Photon
counter (MPPC)
Conduttori, semiconduttori e isolanti
Drogaggio e giunzione p-n
La giunzione p-n è alla base di tutti i rivelatori a silicio
Applicando una ddp:Diretta Passaggio di correnteInversa Corrente nullaInversa geiger Valanga di e-
Nel rivelatore …
RIVELATORI “SiPM”(Silicon Photo Multiplier)
I rivelatori da noi utilizzati sono SIPM, costituiti da una griglia di pixel.
Quando un fotone arriva sul rivelatore ne accende uno
Il segnane di uscita è la somma di tutti i pixel accesi
Al
ARC
-Vbias
Back contact
ppnn++
ppnn++
Rquenching
hh
p+ silicon wafer
Front contact
Dark count
Alcuni pixel, possono accendersi per rumore termico senza che effettivamente siano stati colpiti da un fotone!
In questo caso si ha un “finto evento”
Questo è ciò che viene chiamato DARK COUNT.
QUESTE SONO LE FORMULE USATE PER CALCOLARE LA CARICA DEGLIELETTRONI: Q = i Q = i T Q= Qe x Ga x GsT Q= Qe x Ga x Gs 2 Qe = Q2 Qe = Q i = V Ga Gsi = V Ga Gs RR
CALCOLO DELLA CARICA DEGLI ELETTRONI
DATI DEL PROBLEMA:V= (20 ± 2) mV (altezza)T= (50 ± 5 ) ns (base)R =50ΩGs =7,5x105
Ga =100
CARICA STIMATA SOTTO IL
SEGNALE DA UN PIXEL
PROPAGAZIONE DELL’ ERRORE
CALCOLO DELLA CARICA DEGLI ELETTRONI
Qe =1,6x10-19
La fibra scintillante e` fatta di un materiale particolare chiamatoPOLISTIRENE => C8H8 d=1.05 g\cm3
STAGES INVERNALI2011
STAGES INVERNALI2011
ADC CaeN V792 N 0.4 pC
Discrimnatore Ortec 935
LABVIEW e` il nostro programma usato per l-acquisizione dei dati
STAGES INVERNALI2011
M(ch) = p1 + p2 M(pic)
M(pic)= M(ch)-p1 p2
Dopo aver ricavato la retta si può ottenere la curva corrispondente convertita.
Svolgendo la formula con i dati acquisiti dal fit precedente si ottiene: M(ch)= 200.76 + 78.43 X M(pic) + 0.18
Allo stesso tempo possiamo ricavare la carica di un solo fotone rivelato facendo la differenza di due picchi: Q(1ph)= peak=(78.43+0.18)ch
Dal momento che il fattore di conversione dell’ADC corrisponde circa a: ADCconv = 1.04 x10 -13C/ch
Alla fine possiamo notare che la carica dell’elettrone calcolata ad occhio e quella misurata sperimentalmente sono compatibili:
Si avrà:
Q(1ph) =(0.8 ± 0.002) x10-11C
Bethe - Block
L’Sr90 rilascia due elettroni:e- (546 KeV) perde 272 KeVe- (2.28 MeV) perde 189 KeV
230 kev
L’ energia media rilasciata è
Conversione – 4000 ph MeV
230 KeV dunque 920 ph
Efficienza fibra= 4 % 37 ph che restano
Attenuazione (1/e ogni 22m) 32 ph (30 cm)
Efficienza rivelatori circa 50% Circa 16 ph
1 lato Circa 8 restanti!!!
Possiamo osservare che le pos. 1 e 2 perdono fotoni, per questo motivo concludiamo che la COLLA cambia lo spettro!
Conversione spettriPosizione 1 prima della collaPosizione 2 prima della collaPosizione 3 dopo la colla
Grazie dell’attenzione!