S 2 DEL - Solid State and Diamond Electronics Lab ROMA TRE 1/11 Rivelatori in diamante per imaging di sorgenti UV e X S 2 DEL – Solid State and Diamond Electronics Lab Dip. di Fisica Edoardo Amaldi – Roma Tre Università degli Studi Marco Girolami

S 2 DEL - Solid State and Diamond Electronics Lab ROMA TRE 2/11 Imaging di sorgenti UV e X Obiettivo: monitorare in tempo reale la forma e lintensità del fascio Tecniche microanalitiche (EXMA, XPS, XRD, XRF) Radiografia industriale Diagnostica medica e radioterapia litografia circuiti integrati VLSI-ULSI e dispositivi MEMS chirurgia oculistica rifrattiva (LASIK) UV imaging in riflessione UV Raggi X

S 2 DEL - Solid State and Diamond Electronics Lab ROMA TRE 3/11 Stato dellarte: profilometri in silicio Matrici CCD per imaging di sorgenti UV e X: PROs: tecnologia collaudata buona Q.E. in matrici back-thinned rivelatori di grande area CONs: danni da radiazione forte assorbimento VIS-IR fragilità, ingombro, costo elevato Necessaria la presenza di: attenuatori per impedire danni da radiazione sistemi ottici per massimizzare la discriminazione UV-VIS Esempio di sistema commerciale per imaging UV

S 2 DEL - Solid State and Diamond Electronics Lab ROMA TRE 4/11 Perché il diamante? Il diamante è un materiale delezione per la realizzazione di rivelatori per sorgenti X ed UV di elevata intensità, grazie ad una serie di proprietà chimico-fisiche di estremo interesse: è chimicamente inerte ha la più alta energia di coesione (7.45 eV/atom) è insensibile al danno da radiazione è trasparente nelle regioni spettrali VIS e IR ha unampia gap (5.45 eV) ha una bassa conducibilità elettrica (< S/cm) ha la più alta conducibilità termica (22 Wcm -1 K -1 ) Assenza di attenuatori e/o filtri fra sorgente e rivelatore

S 2 DEL - Solid State and Diamond Electronics Lab ROMA TRE 5/11 Principio di funzionamento dei rivelatori a matrice

S 2 DEL - Solid State and Diamond Electronics Lab ROMA TRE 6/11 Rivelatore multipixel per imaging 2D

S 2 DEL - Solid State and Diamond Electronics Lab ROMA TRE 7/ mm Centroide: ( 1.29, 3.66 ) 5.50 mm Centroide: ( 1.36, 3.67 ) 5.75 mm Centroide: ( 1.49, 3.69 ) 6.00 mm Centroide: ( 1.69, 3.68 ) 6.25 mm Centroide: ( 2.02, 3.76 ) 6.50 mm Centroide: ( 2.40, 3.72 ) 6.75 mm Centroide: ( 2.82, 3.78 ) 7.00 mm Centroide: ( 3.25, 3.74 ) 7.25 mm Centroide: ( 3.66, 3.78 ) 7.50 mm Centroide: ( 4.11, 3.78 ) 7.75 mm Centroide: ( 4.49, 3.78 ) 8.00 mm Centroide: ( 4.94, 3.77 ) 8.50 mm Centroide: ( 5.57, 3.60 ) 8.75 mm Centroide: ( 5.71, 3.59 ) 9.00 mm Centroide: ( 5.70, 3.56 ) 8.25 mm Centroide: ( 5.33, 3.70 ) buio Centroide: ( 3.51, 3.54 ) posizione pixel Evoluzione temporale profilo lampada UV (32 canali) Deuterium 10 μ W, 220 nm

S 2 DEL - Solid State and Diamond Electronics Lab ROMA TRE 8/11 Profilo 2D laser a eccimeri ArF 193 nm (32 canali) Shutter chiuso Singolo impulso Ghost peak Monitoraggio in tempo reale dei singoli impulsi laser

S 2 DEL - Solid State and Diamond Electronics Lab ROMA TRE 9/11 Profilo 2D di fascio di raggi X Tubo di Coolidge: target in Mo (K α = keV, K β =19.6 keV) V = 45 kV I = 1.1 mA spot-size 3 mm Traslazione fascio lungo lasse X

S 2 DEL - Solid State and Diamond Electronics Lab ROMA TRE 10/11 Profilo 2D di fascio di raggi X Traslazione fascio lungo lasse Z Il fascio diverge allaumentare della distanza dalla sorgente

S 2 DEL - Solid State and Diamond Electronics Lab ROMA TRE 11/11 GRAZIE PER LATTENZIONE