Canali Alessandro Leoni Matteo Petrongari Marco Cenci Francesca Ranieri Leonardo Fanfoni Miriana

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 corrente Inversa Corrente nulla Inversa 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 p n+  Rquenching h 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.

CALCOLO DELLA CARICA DEGLI ELETTRONI QUESTE SONO LE FORMULE USATE PER CALCOLARE LA CARICA DEGLI ELETTRONI: Q = i DT Q= Qe x Ga x Gs 2 Qe = Q i = V Ga Gs R DATI DEL PROBLEMA: V= (20 ± 2) mV (altezza) DT= (50 ± 5 ) ns (base) R =50Ω Gs =7,5x105 Ga =100 CARICA STIMATA SOTTO IL SEGNALE DA UN PIXEL PROPAGAZIONE DELL’ ERRORE

CALCOLO DELLA CARICA DEGLI ELETTRONI Qe =1,6x10-19

SETUP SPERIMENTALE La fibra scintillante e` fatta di un materiale particolare chiamato POLISTIRENE => C8H8 d=1.05 g\cm3

ADC E DISCRIMINATORE ADC CaeN V792 N 0.4 pC Discrimnatore Ortec 935

programma acquisizionE DATI LABVIEW e` il nostro programma usato per l-acquisizione dei dati

LINEARITA’ E CALIBRAZIONE M(ch) = p1 + p2 M(pic) M(pic)= M(ch)-p1 p2 Dopo aver ricavato la retta si può ottenere la curva corrispondente convertita.

CARICA dell’ elettrone 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)= Dpeak=(78.43+0.18)ch Dal momento che il fattore di conversione dell’ADC corrisponde circa a: ADCconv = 1.04 x10 -13C/ch

Si avrà: Q(1ph) =(0.8 ± 0.002) x10-11C Alla fine possiamo notare che la carica dell’elettrone calcolata ad occhio e quella misurata sperimentalmente sono compatibili:

Test su colla di fissaggio Bethe - Block

Sr90 230 kev L’Sr90 rilascia due elettroni: e- (546 KeV) perde 272 KeV e- (2.28 MeV) perde 189 KeV 230 kev L’ energia media rilasciata è

Conversione Circa 8 restanti!!! 230 KeV dunque 920 ph Conversione – 4000 ph MeV Efficienza fibra= 4 % 37 ph che restano Attenuazione (1/e ogni 22m) 32 ph (30 cm) Efficienza rivelatori circa 50% Circa 16 ph Circa 8 restanti!!! 1 lato

Spiegazione : Conversione spettri Posizione 1 prima della colla Posizione 3 dopo la colla Possiamo osservare che le pos. 1 e 2 perdono fotoni, per questo motivo concludiamo che la COLLA cambia lo spettro!

Grazie dell’attenzione!