Розробка та тестування детекторної системи іонізуючого випромінювання на основі металевих мікростріпових детекторів та електроніки Sens tech XDAS
Технології виготовлення металевих мікростріпових детекторів з нікелю на кремнієвій підкладці. Використання джерела альфа-випромінювання Pu-239 і системи зчитування даних Sens Tech XDAS. Моніторинг пучка іонів і виникнення вторинної електронної емісії.
Рубрика | Физика и энергетика |
Вид | статья |
Язык | украинский |
Дата добавления | 24.03.2024 |
Размер файла | 488,7 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://allbest.ru
Інститут ядерних досліджень НАН України
Розробка та тестування детекторної системи іонізуючого випромінювання на основі металевих мікростріпових детекторів та електроніки Sens tech XDAS
Рамазанов Дмитро Миколайович молодший науковий співробітник,
відділ фізики високих енергій,
Пугач Валерій Михайлович доктор фізико математичних наук,
професор, голова відділу фізики високих енергій
м. Київ
Анотація
Предметом доодідження в статті є детектори для іонізуючого випромінювання.
Мета є розробка детекторної системи для іонізуючого випромінювання яка має високу роздільну здатність, субміліметрового розміру, радіаційно стійка, прозора для випромінювання та здатна працювати у режимі реального часу. Завдання розробити прототип детекторної системи на ошові металевих мікростріпових детекторів та електроніки Sens tech XDAS. Протестувати систему за допомогою джерела альфа випромінювання Pu-239.
Матеріали і методи - технології виготовлення металевих мікростріпових детекторів з нікелю на кремнієвій підкладці, що включають мікрофотолітографію, вакуумне напилення, плазмохімічне травлення кремнію; система зчитування даних Sens Tech XDAS; джерело альфа-випромінювання Pu-239.
Металеві мікростріпові детектори працюють на основі вторинної електронної емісії. Проходження заряджених частинок або фотонів через стріп призводить до виникнення вторинної електронної емісії. Цей процес створює додатній заряд, який детектується електронікою, яка приєднана до стріпа. Тонкий поверхневий шар металу, товщина якого знаходиться у межах 10-50 нм, відіграє ключову роль у виникненні вторинної електронної емісії. Це дозволяє створювати надтонкі детектори з малою масою використаного детектуючого матеріалу.
Результати. У роботі описаний процес виготовлення металевих мікростріпових детекторів для моніторингу профіля пучка заряджених частинок і пучків синхротронного випромінювання. Виготовлено зібрано зразки детектора ММД 32 та мідного макропрототипу. Підібрано оптимальні параметри роботи системи. проведено тестування на джерелі Pu-239; продемонстровано можливість реєстрації профілю та положення випромінювання в режимі реального часу.
Висновки. Розроблена детекторна система на основі поєднання металевих мікростріпових детекторів розроблених Київським інститутом ядерних досліджень (ІЯД НАНУ) та комерційно доступної системи зчитування Sens-Tech XDAS дозволяє створювати багатоканальні детекторні комплекси для ефективного моніторингу параметрів іонізуючого випромінювання. Сферою використання створеної детекторної системи є наукові та прикладні дослідження з використанням іонізаційного випромінювання: в системах керування прискорювачами, джерелами синхротронного випромінювання, мас спектрометрах аєро - космічній техніці.
Ключові слова: metal microstrip detectors (MMD), ionizing radiation detectors, ionizing radiation, Sens Tech XDAS, radiation materials science, microelectronics.
Abstract
Development and testing of detector system of ionizing radiation based on metallic microstrip detectors and Sens tech XDAS electronics
Ramazanov Dmytro Mykolayovych junior researcher, high-energy physics department, Institute for Nuclear Research of the Ukraine National Academy of Sciences, Kyiv
Pugatch Valery Mykhailovych Doctor of Physics and Mathematics, Professor, high-energy physics department head, Institute for Nuclear Research of the Ukraine National Academy of Sciences, Kyiv
The subject of research in the article is detectors for ionizing radiation. The goal is to develop a detector system for ionizing radiation that has high resolution, submillimeter size, is radiation resistant, is transparent to radiation, and can work in real time. The task is to develop a prototype detector system based on metal microstrip detectors and Sens tech XDAS electronics. Test the system using the source of alpha radiation Pu-239. Materials and methods - technologies for manufacturing metal microstrip detectors from nickel on a silicon substrate, including microphotolithography, vacuum sputtering, plasma chemical etching of silicon; Sens Tech XDAS data reading system; source of alpha radiation Pu-239. Metal microstrip detectors work based on secondary electron emission. The passage of charged particles or photons through the strip leads to secondary electron emission. This process creates a positive charge that is detected by the electronics attached to the strip. The thin surface layer of the metal, the thickness of which is in the range of 10-50 nm, plays a key role in the occurrence of secondary electron emission. This makes it possible to create ultra-thin detectors with a minimum mass of used detecting material. The results. The paper describes the process of manufacturing metal microstrip detectors for monitoring the profile of a beam of charged particles and beams of synchrotron radiation. Samples of the MMD 32 detector and the copper macroprototype were produced and collected. The optimal parameters of the system have been selected. testing was conducted on the Pu-239 source; the possibility of registering the profile and position of radiation in real time is demonstrated. Conclusions. The developed detector system based on the combination of metal microstrip detectors developed by the Kyiv Institute of Nuclear Research (IAD, NASU) and the commercially available Sens-Tech XDAS reading system allows creating multi-channel detector complexes for effective monitoring of ionizing radiation parameters. The field of use of the created detector system is scientific and applied research using ionizing radiation: in accelerator control systems, synchrotron radiation sources, mass spectrometers in aerospace engineering.
Keywords: metal microstrip detectors (MMD), ionizing radiation detectors, ionizing radiation, Sens Tech XDAS, radiation materials science, microelectronics.
Вступ
Постановка проблеми. Контроль параметрів іонізуючого випромінювання, таких як просторовий та часовий розподіл, інтенсивність пучків, є важливим завданням в багатьох галузях науки і техніки, де використовуються прискорювачі заряджених частинок, джерела синхротронного випромінювання, пучки в мас-спектрометрії, тощо [1,2].
Радіаційно стійкі детектори з високою просторово-часовою роздільною здатністю дозволять проводити точний моніторинг характеристик випромінювання в режимі реального часу без спотворення пучка [3]. Розробка таких детекторних систем є важливим науковим та прикладним завданням для оптимізації параметрів прискорювачів, контролю положення, форми та розміру пучків в експериментах, діагностики джерел синхротронного випромінювання та в інших сферах.
Описані в роботі металеві мікростріпові детектори(ММД) та їх поєднання з сучасною системою збору і обробки даних Sens-Tech XDAS дозволяють створити ефективну систему моніторингу для вирішення цього важливого науково-прикладного завдання. Особливу роль у цьому завданні відіграють медичні прискорювачі, адже від точності та інтенсивності пучка залежить життя та здоров'я пацієнтів. Детекторна система, яка б незалежно контролювала положення, розмір та інтенсивність іонізуючого випромінювання, значно підвищить надійність і безпеку опромінення.
Аналіз останніх досліджень і публікацій. Найблишими аналогами є кремнієві мікростріпові детектори, які зазвичай використовуються для відстеження частинок в експериментах з фізики елементарних частинок через їх високу гранулярність, хорошу енергетичну роздільну здатність і швидкий час збору сигналу [4].
Але, їх ефективність обмежується такими факторами, як багаторазове розсіювання на детекторах, радіаційне пошкодження від довготривалого опрмінення та значні обмеження дозових навантажень. [5]. Кремнієві детектори використовують іонізацію, що виникає, коли частинки проходять через збіднену кремнієву підкладку. Сегментовані імпланти або пікселі збирають сигнал [6]. Ефекти радіаційного пошкодження, такі як збільшення струму витоку, ефективні зміни концентрації допантів і втрата сигналу, становлять серйозні проблеми при проектуванні. Такі технології, як насичений киснем кремній [7], тривимірні електроди і тонкий кремній з високим питомим опором [8], спрямовані на підвищення радіаційної стійкості. металевий мікростріповий детектор іон емісія
Ще один близький аналог, металевих мікростріпових детекторів це гібридні піксельні детектори, які забезпечують високу деталізацію завдяки приєднанню кожного пікселю до електронного чіпа, але ціною додаткового матеріалу підложки. Монолітні конструкції об'єднують датчики та електроніку для зменшення матеріалу, але іх товщина все одно більша за 300 мк.[9, 10].
Мета статті - Робота спрямована на створення детекторної системи для просторового моніторингу іонізаційного випромінювання на основі металевих мікростірпових детекторів (ММД) та системи зчмтування Sens- Tech XDAS, яка буде радіаційно стійкою, прозорою для випромінювання, та буде працювати у режимі реального часу.
Виклад основного матеріалу
Металеві мікростріпові детектори розроблені та виготовлені у Київському інституті ядерних досліджень НАНУ[11]. Для виготовлення використовувалися кремнієві пластини товщиною 500 мкм як основа, на яку методами вакуумного напилення наносилися шари діелектрика (оксиду та нітриду кремнію), адгезивного шару титану та робочого шару нікелю товщиною 1-2 мкм. За допомогою мікрофотолітографії на поверхні формувалися мікростріпи заданої ширини 5- 100 мкм та кроку 100 мкм. Плазмохімічним травленням частково видалялася кремнієва основа, залишаючи нікелеві мікростріпи вільно підвішеними. У роботі тестувалися версія детектора на 32 стріпа ММД 32 та макро прототип з мідними стріпами шириною 2мм.
Як система зчитування використовувалася комерційно доступна електроніка XDAS від компанії Sens-Tech, Англія. Система зчитування XDAS, яка є модульною системою для широкого спектру застосувань, найкраще відповідає вимогам металевих мікростріпових детекторів. XDAS -- дуже гнучка система. Це дозволяє створювати великі масиви детекторів, які зчитуються одночасно і в доступному цифровому форматі. Система XDAS має модульну архітектуру, що дозволяє вільно працювати, розміщуючи модулі детектора в просторі. Система складається з головних плат детектора (XDAS- DH) з аналоговим виходом і плат обробки сигналів (XDAS-SP) з 16-бітним цифровим виходом. Кожен блок XDAS-DH має 128 каналів. За допомогою адаптера USB2 вихід передається на ПК. Кількість каналів в системі може досягати 21504 (128x24DHx7SP). Система має низькі електронні шуми, динамічний діапазон на максимальному заряді на вході від 3 пКл до 60 пКл. Мінімальний час інтеграції сигналу становить 60 мкс з одночасним накопиченням і читанням даних. Динамічний діапазон вихідних сигналів становить 16 біт. Для приєднання сенсорів до системи зчитування використовувалася ультразвукова пайка.
Для тестування роботи системи було використано джерело альфа-випромінювання Pu-239.
Відмінною характеристикою ММД у порівнянні з мікродетекторами на основі напівпровідників чи ізоляційних матеріалів є можливість вимірювання та контролю параметрів досліджуваного пучка частинок і синхротронного випромінювання без спотворення його характеристик. На відміну від інших типів детекторів, які або повністю поглинають пучок, або значно впливають на його форму, металевий сенсор ММД практично ідеально взаємодіє з випромінюванням. Повністю металева конструкція ММД робить його одним з найбільш радіаційно стійких детекторів.
Рис. 1. Структура системи ММД + XDAS, е - електрони вторинної емісії
На рисунку 1 показано принцип роботи металевого мікростріпового детектора. Кожен стріп підключається до вимірювальної системи. Іонізуюче випромінювання, що падає на стріпи, ініціює вторинну електронну емісію[12]. Далі вибиті електрони збираються електродами які розташовані над сенсром, на які подається напруга +20 В. Позитивне елетричне поле яке створюється елетродами значно підвищую ефективність детектора. Дефіцит заряду на стріпах регеструє електроніка, у даному випадку XDAS.
Ця технологія працює з рентгенівськими променями, електронами, протонами та іонами. Крім того, стріпи на 99,9% пропускають іонізаційне випромінювання, що дозволяє працювати їм при значно більших дозових навантаженнях.
Конструкція, технологія і структура ММД визначаються принципом дії і вимогами застосування. Основною особливістю ММД, яка визначає складність виробничого процесу, є мікрометричний розмір стріпів, які служать сенсорами. Технологія виробництва ММД включає мікрофото- літографію, плазмохімічне травлення та монтаж. Сенсорний шар прототипу ММД може включати від 1 до 1000 стріпів максимальною довжиною 15 мм (при більшій довжині вони починають рватися) шириною від 5 до 100 мкм. Стріпи розміщені на кремнієвій пластині товщиною 500 мкм (Рис. 2,3).
Рис. 2. ММД 32v, 32 стріпи зі мінним кроком (від 2 до 300 мкм) для фокусування мікропучків
Рис. 3. ММД 64, 64 стріпи шириною 30 мкм та кроком 100 мкм -- для ХГ-позщюнування та профілювання міні та мікропучків.
Перший крок виготовлення кристалів ММД - підготовка кремнієвої пластини товщиною 460 мкм до фотолітографії. Пластину розміщують в однозонній дифузійній пічці, де відбувається термічне окислення кремнію з утворенням шару діоксиду кремнію SiO2 товщиною 50-100 нм. Цей шар має діелектричні властивості та виконує маскуючу функцію.
Далі методом піролітичного осадження нарощують ще один діелектричний шар - нітрид кремнію Si3N4 товщиною 200 нм. Після цього проводиться металізація пластини. Для кращої адгезії спочатку наносять тонкий шар титану (~200 нм), а потім основний шар нікелю товщиною 1-2,7 мкм методом катодного розпилення Цей метод є одним із найбільш ефективним у порівнянні із іншими.
Отримана структура формується симетрично на обох боках кремнієвої пластини. На наступному етапі фотолітографії на поверхню наноситься тонкий шар фоторезисту. Пластина експонується через фотошаблон спочатку з одного боку, потім, після проявлення і травлення з іншого.
Через фотошаблон на лицьовому боці експонуються ділянки майбутніх стріпів, а на тильному - маска для подальшого травлення кремнію. Після проявлення і зняття фоторезисту з неекспонованих ділянок, проводиться травлення оголених ділянок металізації.
Після фотолітографії пластину розрізають на окремі кристали, які надходять на етап плазмохімічного травлення. На цьому етапі повністю видаляється кремній, а також діелектричні шари SiO2 і Si3N4 з робочої області кристалу.
На останньому етапі відбувається остаточне формування мікростріпової структури. З лицьового боку травиться шар кремнію на глибину 30-50 мкм через нікелеву маску, утворюючи стріпи. З тильного боку відбувається селективне травлення кремнію до металевих мікростріпів.
Таким чином, основними етапами фотолітографічного методу є підготовка пластин, фотолітографія, плазмохімічне травлення та остаточне формування мікростріпової структури шляхом травлення кремнію з обох сторін через маски. Ці етапи дозволяють отримати готові кристали мікростріпових детекторів із заданою топологією.
Сутність плазмохімічного травлення кремнію полягає у фізичному розпиленні поверхні твердого тіла під дією бомбардування його іонами аргону або в результаті гетерогенної хімічної реакції між газоподібним галогеном (F, Cl, Br, I) та твердим кремнієм. Продукт реакції - тетрафторид кремнію - є газом, який самовільно залишає оброблену поверхню. Плазма в цьому випадку потрібна лише для генерації радикалів фтору з молекул CF4, SF6 тощо.
Експериментально встановлено, що одностороннє травлення кремнію призводить до виникнення залишкових механічних напружень, які зрештою руйнують кристал. Тому було запропоновано двоступеневий процес: 1) поверхневе травлення лицьової сторони з підтравкою оксиду та нітриду кремнію; 2) вертикальне травлення зворотної сторони.
На першому етапі використовується газ SF6 за наступних умов: тиск 5 Па, частота 13,5 МГц, струм розряду 6 А, потужність 500 Вт, напруга автозміщення - 40 В. Швидкість травлення нітриду кремнію становить 40 нм/хв, а самого Si - 700 нм/хв.
На другому етапі застосовується газова суміш 90% SF6 + 10% O2 для майже вертикального травлення через нікелеву маску на тильній стороні кристалу. Умови процесу: частота 13,5 МГц, потужність 1 кВт, тиск 5 Па, струм розряду 9 А, напруга автозміщення -100 В. Додавання кисню сприяє утворенню SiO2, який повільніше травиться, що й забезпечує вертикальність профілю[13].
На етапі монтажу електроди та сенсорні кристали приклеюються до керамічної підкладки товщиною 0,9 мм з вирізом у робочій зоні. Після цього за допомогою ультразвукового зварювання до контактних площадок стріпів приєднуються тонкі металеві дроти (діаметром 25 мкм). Інший кінець дротів приєднується до металізації на кераміці, яка вже з'єднана через перехідник з контактним роз'ємом. Як перехідник може використовуватися гнучкий багатоканальний кабель або друкована плата. Після цього керамічна підкладка з польовим кристалом приклеюється до основи захисного металевого корпусу. Зверху послідовно наклеюються ще дві підкладки - з сенсорним кристалом та електродом, утворюючи підсумкову тришарову структуру.
Вся конструкція замикається в захисний металевий каркас, щоб уникнути механічних пошкоджень і електромагнітних перешкод. Підключення XDAS до детектора забезпечується роз'ємами Samtec LSHM якщо це XDAS DH V3, пінами для макетних плат, якщо це XDAS DH V1 або напряму варяться, якщо це XDAS DH V2. Система зчитування підключається безпосередньо до комп'ютера, а відповідне програмне забезпечення виводить дані в режимі реального часу на дисплей комп'ютера.
Перший результат використання XDAS як системи зчитування було отримано в парі зі збільшеною версією ММД. Даний прототип був спеціально розроблений для тестування з XDAS DH(Detector Head) V1 (рис. 4).
Рис. 4. Опромінення Pu-239 прот от от ипа дет ект орної сист еми
Дана версія DH не потребує мікро пайки та дозволяє приєднувати сенсорну частину за допомогою пінів. На етапі розробки даного прототипа були усунені проблеми електричних наводок за допомогою RS фільтрів та екрануванням усієї системи заземленим корпусом.
Усі тестування проводилися у заземленому металевому боксі. Як джерело живлення використовувався лабораторний блок живлення. Тестування показали, що екранованими мають бути усі елементи системи від сенсора до вхідних каскадів XDAS, тобто усі елементи по яким передається аналоговий сигнал.
Даний прототип тестувався з джерелом Pu - 239, яке випромінює альфа частинки з енергією 5,24 МеВ. (рис. 5).
Рис. 5. Відгук стріпового детектора залежно від положення джерела випромінювання, в.о. - відносні одиниці.
Помістивши Pu - 239 на детектор, було отримано чіткий відгук від детектора, який демонструвалав розмір, інтенсивність та положення «пучка» у реальному часі. Монте Карло симуляції за допомого Geant4 показали, що основна компонента сигналу детектора це вторинні електрони які генерують альфа частинки в атмосфері. Згідно симуляціям на кожну альфа частинку генерується приблизно 105 електронів.
Аналогічні дослідження було проведено з металевим мікростріповим детектором ММД 32 (рис. 6.). До системи считування було приєднано 16 стріпів із 32. На рисунку 8 зображений прототип який тестувався. Проведено вимірювання 16-канальним мікросмужковим детектором із системою зчитування X-DAS на альфа-частинки з енергією 5,24 МеВ з ізотопу Pu-239. Рисунок 7 демонструє залежність відгуку детектора від напруги на прискорювальних електродах HV. З графіка видно, що 20 В на електродах достатньо для ефективної роботи детектора. Більший сигнал на крайніх стріпах пояснюється електричними наводками.
Номер стріпа
Рис. 6. Прототип детектора ММД 32
Рис. 7. Залежність відгуку детектора від напруги на електродах, в.о. -відносні одиниці.
Результати дослідження є значним внеском у розвиток радіаційного матеріалознавства.
Розробка радіаційностійких детекторних систем на основі металевих мікростріпових детекторів суттєво розширює можливості точного контролю параметрів іонізуючого випромінювання в екстремальних умовах високих доз і флюенсів. Радіаційне навантаження яке можуть витримати детектори обмежене їх нагріванням від іонізуючого випромінювання [14].
Особливо ефективним є поєднання можливостей металевих мікростріпових детекторів та сучасної багатоканальної електроніки Sens-Texh XDAS. Це дає змогу створювати потужні багатоканальні детекторні комплекси з великою кількістю вимірювальних каналів. Така система забезпечує детальний контроль параметрів випромінювання одночасно у всіх точках без спотворення основного пучка, що недоступно іншим типам детекторів [15].
Експериментальні випробування на ізотопі Pu-239 підтвердили ефективність роботи створеної детекторної системи. Вдалося досягти реєстрації профілю альфа-випромінювання в режимі реального часу. Це відкриває широкі перспективи використання розробленої системи для моніторингу параметрів пучків заряджених частинок, контролю інтенсивності та просторового розподілу випромінювання [16].
Отже, проведене дослідження має важливе наукове і прикладне значення. Розроблена технологія виготовлення та запропонована детекторна система відкривають нові можливості для ефективного моніторингу іонізуючого випромінювання в різних галузях науки і техніки, таких як фізика прискорювачів, ядерна енергетика, медицина, аерокосмічні дослідження.
Висновки
Розроблена в даній роботі детекторна система на основі поєднання металевих мікростріпових детекторів Київського інституту ядерних досліджень та комерційно доступної багатоканальної системи зчитування Sens-Tech XDAS дозволяє створювати потужні багатоканальні детекторні комплекси з великою кількістю вимірювальних каналів для прецизійного та ефективного моніторингу всіх ключових параметрів іонізуючого випромінювання. Основною перевагою розробленої системи є можливість безперервного контролю просторово-часового розподілу, інтенсивності та енергетичних характеристик випромінювання у всіх точках одночасно без спотворення основного пучка, що принципово недоступно для інших типів детекторів. Сферами застосування створеної системи є наукові та прикладні дослідження з використанням іонізуючого випромінювання: у керуючих системах прискорювачів заряджених частинок, при створенні та контролі джерел синхротронного випромінювання, в експериментальних установках та приладах для мас-спектрометрії, а також в аерокосмічній техніці.
Експериментальні випробування на радіоактивному ізотопі Pu-239 підтвердили ефективність та працездатність розробленої детекторної системи. Вдалося досягти стабільної реєстрації повного просторового профілю альфа-випромінювання з високою роздільною здатністю в режимі реального часу. Результати даного дослідження є вагомим внеском у розвиток радіаційного матеріалознавства. Запропонована технологія виготовлення металевих мікростріпових детекторів суттєво розширює можливості точного безперервного контролю всіх ключових параметрів іонізуючого випромінювання за екстремальних умов високих радіаційних доз та інтенсивних потоків частинок.
Література
1. G.-F. Dalla Betta, Boscardin, M., Gregori, P., Zorzi, N., G. Pignatel, G. Batignani, Giorgi, M. A., L. Bosisio, Ratti, L., V. Speziali, & Re, V. (2002). A fabrication process for silicon microstrip detectors with integrated front-end electronics. IEEE Transactions on Nuclear Science, 49(3), 1022-1026. https://doi.org/10.1109/tns.2002.1039608
2. Seidel, S. C. (2019). Silicon strip and pixel detectors for particle physics experiments. Physics Reports, 828, 1-34. https://doi.org/10.1016/j.physrep.2019.09.003
3. Inaba, Y., Nakamura, M., Masayuki Zuguchi, & Chida, K. (2020). Development of Novel Real-Time Radiation Systems Using 4-Channel Sensors. Sensors, 20(9), 2741-2741. https://doi .org/ 10.3390/s20092741
4. Kemmer, J. (1980). Fabrication of low noise silicon radiation detectors by the planar process. Nuclear Instruments and Methods, 169(3), 499-502. https://doi.org/10.1016/0029-554x (80)90948-9
5. Demaria, N., Albergo, S., Angarano, M., Azzi, P., E. Babucci, Bacchetta, N., A. Bader, G. Bagliesi, Basti, A., U. Biggeri, Bilei, G. M., D. Bisello, D. Boemi, Bolla, G., Bosi, F., Borrello, L., D. Bortoletto, Bozzi, C., S. Braibant, & Breuker, H. (2000). New results on silicon microstrip detectors of CMS tracker. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 447(1-2), 142-150. https://doi .org/ 10.1016/s0168-9002(00)00182-0
6. Chilingarov, A. (2013). Temperature dependence of the current generated in Si bulk. Journal of Instrumentation, 8(10), P10003-P10003. https://doi.org/10.1088/1748-0221/8/10/p10003
7. Moll, M. (2018). Displacement Damage in Silicon Detectors for High Energy Physics. IEEE Transactions on Nuclear Science, 65(8), 1561-1582. https://doi.org/10.1109/tns.2018.2819506.
8. Obertino, M. M., Solano, A., E. Alagoz, Andresen, J., Arndt, K., Bolla, G., D. Bortoletto, Boscardin, M., Brosius, R., M. Bubna, G.-F. Dalla Betta, Jensen, F., Krzywda, A., Kumar, A., Kwan, S., Lei, C. M., D. Menasce, Moroni, L., J. Ngadiuba, & I. Osipenkov. (2013). Performance of CMS 3D silicon pixel detectors before and after irradiation. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 730, 33-37. https://doi.org/10.1016/_j.nima.2013.04.048
9. G. Lindstrom, Ahmed, M. H., Albergo, S., Allport, P., Anderson, D. Z., Ladislav Andricek, Angarano, M., Augelli, V., Bacchetta, N., P. Bartalini, Bates, R., U. Biggeri, Bilei, G. M., Bisello, D., D. Boemi, E. Borchi, T. Botila, Brodbeck, T. J., Bruzzi, M., & T. Budzynski. (2001). Radiation hard silicon detectors--developments by the RD48 (ROSE) collaboration. 466(2), 308-326. https://doi. org/10.1016/s0168-9002(01)00560-5
10. T. Kugathasan. (2019). Review on depleted CMOS. CERN Document Server (European Organization for Nuclear Research). https://doi.org/10.22323/L348.0042
11. Pugatch, V., M. Borysova, A. Mykhailenko, O. Fedorovitch, Y. Pylypchenko, Vladimir Perevertaylo, Franz, H., Wittenburg, K., Schmelling, M., & Bauer, C. (2007). Micro-strip metal detector for the beam profile monitoring. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 581(1-2), 531-534. https://doi.org/10.1016/_j.nima.2007.08.042
12. Dekker, A. J. (1958). Secondary Electron Emission. Solid State Physics, 251-311. https://doi .org/10.1016/s0081 -1947(08)60728-6
13. Guo, H., Cao, S., Li, L., & Zhang, X. (2022). A review on the mainstream through- silicon via etching methods. Materials Science in Semiconductor Processing, 137, 106182. https://doi.org/10.1016/_j.mssp.2021.106182
14. Matthew James Large, Bizzarri, M., Calcagnile, L., M. Caprai, Anna Paola Caricato, Catalano, R., Antonio, G., Croci, T., Cuttone, G., S. Dunand, Fabi, M., Luca Frontini, Benedetta Gianfelici, C. Grimani, M. Ionica, K. Kanxheri, Michael, V. Liberali, Martino, M., & Maruccio, G. (2023). Hydrogenated amorphous silicon high flux x-ray detectors for synchrotron microbeam radiation therapy. Physics in Medicine and Biology, 68(13), 135010-135010. https://doi.org/10.1088/1361- 6560/acdb43
15. C. Thiebaux, Bernardi, L., E. Delagnes, Gastaldi, F., Fikre Tsigabu Gebreyohannes, Y. Geerebaert, O. Gevin, Remi Guillaumat, Haddad, F., Charbel Koumeir, Frederic Magniette, P. Manigot, Poirier, F., Noel Servagent, & M. Verderi. (2022). First Results of PEPITES, A New Transparent Profiler Based on Secondary Electrons Emission for Charged Particle Beams. HAL (Le Centre Pour La Communication Scientifique Directe). https://doi.org/10.18429/jacow-ibic2022-mop21
16. Hanusova, T., Linhart, V., & Vrba, T. (2022). Plastic scintillator based 2d detector for photon radiotherapy: preliminary results. Radiation Protection Dosimetry, 198(9-11), 566-572. https://doi.org/10.1093/rpd/ncac100
References
1. G.-F. Dalla Betta, Boscardin, M., Gregori, P., Zorzi, N., G. Pignatel, G. Batignani, Giorgi, M. A., L. Bosisio, Ratti, L., V. Speziali, & Re, V. (2002). A fabrication process for silicon microstrip detectors with integrated front-end electronics. IEEE Transactions on Nuclear Science, 49(3), 1022-1026. https://doi.org/10.1109/tns.2002.1039608
2. Seidel, S. C. (2019). Silicon strip and pixel detectors for particle physics experiments. Physics Reports, 828, 1-34. https://doi.org/10.1016/j.physrep.2019.09.003
3. Inaba, Y., Nakamura, M., Masayuki Zuguchi, & Chida, K. (2020). Development of Novel Real-Time Radiation Systems Using 4-Channel Sensors. Sensors, 20(9), 2741-2741. https://doi .org/ 10.3390/s20092741
4. Kemmer, J. (1980). Fabrication of low noise silicon radiation detectors by the planar process. Nuclear Instruments and Methods, 169(3), 499-502. https://doi.org/10.1016/0029-554x (80)90948-9
5. Demaria, N., Albergo, S., Angarano, M., Azzi, P., E. Babucci, Bacchetta, N., A. Bader, G. Bagliesi, Basti, A., U. Biggeri, Bilei, G. M., D. Bisello, D. Boemi, Bolla, G., Bosi, F., Borrello, L., D. Bortoletto, Bozzi, C., S. Braibant, & Breuker, H. (2000). New results on silicon microstrip detectors of CMS tracker. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 447(1-2), 142-150. https://doi .org/ 10.1016/s0168-9002(00)00182-0
6. Chilingarov, A. (2013). Temperature dependence of the current generated in Si bulk. Journal of Instrumentation, 8(10), P10003-P10003. https://doi.org/10.1088/1748-0221/8/10/p10003
7. Moll, M. (2018). Displacement Damage in Silicon Detectors for High Energy Physics. TEEE Transactions on Nuclear Science, 65(8), 1561-1582. https://doi.org/10.1109/tns.2018.2819506.
8. Obertino, M. M., Solano, A., E. Alagoz, Andresen, J., Arndt, K., Bolla, G., D. Bortoletto, Boscardin, M., Brosius, R., M. Bubna, G.-F. Dalla Betta, Jensen, F., Krzywda, A., Kumar, A., Kwan, S., Lei, C. M., D. Menasce, Moroni, L., J. Ngadiuba, & I. Osipenkov. (2013). Performance of CMS 3D silicon pixel detectors before and after irradiation. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 730, 33-37. https://doi.org/10.1016/j.nima.2013.04.048
9. G. Lindstrom, Ahmed, M. H., Albergo, S., Allport, P., Anderson, D. Z., Ladislav Andricek, Angarano, M., Augelli, V., Bacchetta, N., P. Bartalini, Bates, R., U. Biggeri, Bilei, G. M., Bisello, D., D. Boemi, E. Borchi, T. Botila, Brodbeck, T. J., Bruzzi, M., & T. Budzynski. (2001). Radiation hard silicon detectors--developments by the RD48 (ROSE) collaboration. 466(2), 308-326. https://doi .org/10.1016/s0168-9002(01)00560-5
10. T. Kugathasan. (2019). Review on depleted CMOS. CERN Document Server (European Organization for Nuclear Research). https://doi.org/10.22323/E348.0042
11. Pugatch, V., M. Borysova, A. Mykhailenko, O. Fedorovitch, Y. Pylypchenko, Vladimir Perevertaylo, Franz, H., Wittenburg, K., Schmelling, M., & Bauer, C. (2007). Micro-strip metal detector for the beam profile monitoring. Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, 581(1-2), 531-534. https://doi.org/10.1016/j.nima.2007.08.042
12. Dekker, A. J. (1958). Secondary Electron Emission. Solid State Physics, 251-311. https://doi.org/10.1016/s0081 -1947(08)60728-6
13. Guo, H., Cao, S., Li, L., & Zhang, X. (2022). A review on the mainstream through- silicon via etching methods. Materials Science in Semiconductor Processing, 137, 106182. https://doi.org/10.1016/j.mssp.2021.106182
14. Matthew James Large, Bizzarri, M., Calcagnile, L., M. Caprai, Anna Paola Caricato, Catalano, R., Antonio, G., Croci, T., Cuttone, G., S. Dunand, Fabi, M., Luca Frontini, Benedetta Gianfelici, C. Grimani, M. Ionica, K. Kanxheri, Michael, V. Liberali, Martino, M., & Maruccio, G. (2023). Hydrogenated amorphous silicon high flux x-ray detectors for synchrotron microbeam radiation therapy. Physics in Medicine and Biology, 68(13), 135010-135010. https://doi.org/ 10.1088/1361-6560/acdb43
15. C. Thiebaux, Bernardi, L., E. Delagnes, Gastaldi, F., Fikre Tsigabu Gebreyohannes, Y. Geerebaert, O. Gevin, Remi Guillaumat, Haddad, F., Charbel Koumeir, Frederic Magniette, P. Manigot, Poirier, F., Noel Servagent, & M. Verderi. (2022). First Results of PEPITES, A New Transparent Profiler Based on Secondary Electrons Emission for Charged Particle Beams. HAL (Le Centre Pour La Communication Scientifique Directe). https://doi.org/10.18429/jacow-ibic2022-mop21
16. Hanusova, T., Linhart, V., & Vrba, T. (2022). Plastic scintillator based 2d detector for photon radiotherapy: preliminary results. Radiation Protection Dosimetry, 198(9-11), 566-572. https://doi.org/10.1093/rpd/ncac100
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Аналіз програми в випускному класі при вивченні ядерної фізики. Основні поняття дозиметрії. Доза випромінювання, види поглинутої дози випромінювання. Біологічна дія іонізуючого випромінювання. Методика вивчення біологічної дії іонізуючого випромінювання.
курсовая работа [2,6 M], добавлен 24.06.2008Природні джерела випромінювання, теплове випромінювання нагрітих тіл. Газорозрядні лампи високого тиску. Переваги і недоліки різних джерел випромінювання. Стандартні джерела випромінювання та контролю кольору. Джерела для калібрування та спектроскопії.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 13.12.2010Теплове випромінювання як одна з форм енергії. Теплові і газоразрядні джерела випромінювання. Принцип дії та призначення світлодіодів. Обґрунтування та параметри дії лазерів. Характеристика та головні властивості лазерів і можливість їх використання.
контрольная работа [51,0 K], добавлен 07.12.2010Процеси взаємодії іонізуючого випромінювання з речовиною клітин. Біологічна дія іонізуючих випромінювань. Етапи розвитку променевої хвороби. Деякі міри захисту від зовнішнього і внутрішнього опромінення. Характер радіаційного впливу на живий організм.
реферат [81,7 K], добавлен 12.04.2009Поглинена й експозиційна дози. Одиниці вимірювання дози випромінювання. Особливості взаємодії випромінювання з біологічними об'єктами. Дія іонізуючого випромінювання на організм людини. Залежність небезпеки від швидкості виведення речовини з організму.
реферат [38,2 K], добавлен 12.04.2009Поняття теплового випромінювання, його сутність і особливості, основні характеристики та спеціальні властивості. Різновиди випромінювання, їх відмінні риси, джерела виникнення. Абсолютно чорне тіло, його поглинаючі властивості, місце в квантовій теорії.
реферат [678,2 K], добавлен 06.04.2009Загальна характеристика електричного струму і основної мішені його впливу - м'язів. Застосування в медицині теплового ефекту для прогрівання тканин. Розгляд дії інфрачервоного і найбільш значимих типів іонізуючого випромінювання на організм людини.
реферат [356,4 K], добавлен 27.01.2012Розробка, виробництво виробів електронної техніки. Фоторезисти - складні полімерно-мономерні системи, у яких під дією випромінювання визначеного спектрального складу протікають фотохімічні процеси. Фоторезисти на основі поливинилциннамата і його похідних.
курсовая работа [1008,6 K], добавлен 15.12.2008Сучасні системи опалення. Автономні системи опалення житла. Як розрахувати потужність обігрівача. Інфрачервоні промені. Прозорість, віддзеркалення, заломлення. Вплив інфрачервоного випромінювання. Оптичні властивості речовин в ІК-області спектру.
реферат [24,6 K], добавлен 25.06.2015Природа та одержання рентгенівського випромінювання. Гальмівне та характеристичне рентгенівське випромінювання, його спектри. Рентгенівські спектри атомів. Поглинання та розсіяння рентгенівського випромінювання, застосування в медицині, хімії, біології.
реферат [623,6 K], добавлен 15.11.2010Історія відкриття та застосування в науці, техніці, медицині та на виробництві рентгенівського випромінювання. Діапазон частот в електромагнітному спектрі. Види рентгенівського проміння в залежності від механізму виникнення: гальмівне і характеристичне.
презентация [1,6 M], добавлен 23.04.2014Характеристика електромагнітного випромінювання. Огляд фотометрів на світлодіодах для оцінки рівня падаючого світла. Використання фотодіодів на основі бар'єрів Шотткі і гетеропереходів. Призначення контактів використовуваних в пристрої мікросхем.
курсовая работа [1010,0 K], добавлен 27.11.2014Вибір джерела випромінювання для освітлювальної установки. Вирішення задачі розташування світильників. Методика техніко-економічного співставлення варіантів освітлення. Визначення коефіцієнту використання світлового потоку, вибір методу розрахунку.
курсовая работа [160,1 K], добавлен 13.11.2013Дослідження теоретичних методів когерентності і когерентності другого порядку. Вживання даних методів і алгоритмів для дослідження поширення частково когерентного випромінювання. Залежність енергетичних і когерентних властивостей вихідного випромінювання.
курсовая работа [900,7 K], добавлен 09.09.2010Дослідження стану електронів за допомогою фотоелектронної й оптичної спектроскопії. Аналіз електронної й атомної будови кристалічних і склоподібних напівпровідників методами рентгенівської абсорбційної спектроскопії. Сутність вторинної електронної емісії.
реферат [226,5 K], добавлен 17.04.2013Особливості конструкції та технології виготовлення джерела світла ЛБ-20Е. Лампи, розраховані на роботу в стандартних мережах змінного струму без трансформації напруги. Контроль якості, принцип роботи. Нормування трудових та матеріальних витрат.
курсовая работа [315,1 K], добавлен 25.08.2012Розповсюдження молібдену в природі. Фізичні властивості, отримання та застосування. Структурні методи дослідження речовини. Особливості розсіювання рентгенівського випромінювання електронів і нейтронів. Монохроматизація рентгенівського випромінювання.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 24.01.2010Вибір джерела випромінювання для освітлювальної установки. Розрахунок освітлення основних приміщень методом коефіцієнта використання світлового потоку. Компоновка освітлювальної та опромінювальної мережі. Вибір й розрахунок проводів, способу їх прокладки.
курсовая работа [92,0 K], добавлен 20.07.2011Вивчення процесу утворення і структури аморфних металевих сплавів. Особливості протікання процесу аморфізації, механізмів кристалізації та методів отримання аморфних і наноструктурних матеріалів. Аморфні феромагнетики. Ноу-хау у галузі металевих стекол.
курсовая работа [2,3 M], добавлен 09.05.2010Сутність і сфери використання закону Ньютона – Ріхмана. Фактори, що впливають на коефіцієнт тепловіддачі. Густина теплового потоку за використання теплообміну. Абсолютно чорне, сіре і біле тіла. Густина теплового потоку під час променевого теплообміну.
контрольная работа [40,3 K], добавлен 26.10.2010