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Siliziumlabor

Probestation
Halbautomatische Probestation
TCT
TCT-Setup
Teleskop
Teleskop für kosmische Myonen
ALiBaVa
Auslesesystem für Streifensensoren

Das Siliziumlabor des ETP beherbergt mehrere Messaufbauten zur Charakterisierung von Halbleiterstrukturen speziell hinsichtlich der Auswirkungen von Strahlenschäden wie sie die Strukturen bei einem Kollisionsexperiment wie CMS erleiden:

  • Probestationen zur allgemeinen Charakterisierung der Halbleiterstrukturen wie Dioden, MOS Strukturen, Streifensensoren. Die Stationen bieten Platz für Strukturen bis zu einer Größe von 8" Wafern. Dabei wird die Probentemperatur im Bereich von -20°C (CMS-Betriebstemperatur und Stromreduktion nach Bestrahlung) bis +60°C (annealing-Studien) kontrolliert. [IEKP-KA/2009-27]
  • Transient Current Technique zur Bestimmung des elektrischen Feldes aus dem Strompuls in Dioden. Dabei erzeugt ein kurzer, roter Laserpuls Ladungsträger auf einer Seite der Diode, welche dann im elektrischen Feld durch diese driften und den zu messenden Strompuls erzeugen. [IEKP-KA/2009-30]
    Bei Verwendung eines IR Lasers kann die Ladungssammlungseffizienz gemessen werden.
  • Teleskop für kosmische Myonen bestehend aus sechs Lagen von Streifensensoren, einem szintillatorbasierten Triggersystem (~1Hz) und einer temperaturgeregelten (-20°C - +25°C) Platte für Testsensoren. [IEKP-KA/2009-31]
  • Auslesesysteme für Streifensensoren basierend auf dem ALiBaVa System. Auch hier können die eingebauten Sensoren gekühlt oder geheitzt werden. Zur Erzeugung der Ladungsträger stehen ein verfahrbarer, fokussierter IR Laser sowie eine Sr90 Quelle zur Verfügung. [IEKP-KA/2012-21]
    Zur Zeit wird ein Auslesesystem mit dem neuen binären Auslesechip des CMS Spurdetektors (CBC) aufgebaut.

Komplementiert werden die Messungen durch Simulationen mit T-CAD Device Simulation Software. Wir benutzen sowohl Synopsys Sentaurus als auch Silvaco ATLAS. [IEKP-KA/2013-27]


Bestrahlungszentrum Karlsruhe

Bestrahlungsaufbau
Aufbau zur Bestrahlung mit Protonen. Zu sehen sind das Strahlrohr (links) und eine kühlbare Kiste, in der die zu bestrahlenden Objekte befestigt werden. Die Objekte werden mittels Verfahrtischen vom Protonenstrahl abgerastert.
Röntgenaufbau
Röntgenbestrahlungsaufbau. Hier in einer Konfiguration zur Kalibration von Pixelsensoren.

Einführung

 

Das Bestrahlungszentrum Karlsruhe wurde 2001 gegründet mit dem Zweck Bestrahlungsstudien an Siliziumsensoren für den CMS Tracker am Large Hadron Collider , CERN, durchzuführen.
Nachdem der Bau des CMS-Detektors erfolgreich abgeschlossen wurde, wird das Bestrahlungszentrum auch von anderen Forschungsgruppen für unterschiedliche Studien genutzt. Insbesondere durch die geplante Hochluminositätsphase am LHC (HL-LHC) müssen alle neuen Detektorkomponenten bei den hohen erwarteten Fluenzen qualifiziert werden.
Für diese Bestrahlungsstudien bieten wir Bestrahlung mit 25 MeV Protonen eines Kompaktzyklotrons der Firma ZAG Zyklotron AG  an, welches sich auf dem Campus Nord  des KIT befindet. Wir koordinieren den Zugang, helfen mit der Bestrahlungsplanung und führen die Bestrahlungen durch.

Bitte planen Sie etwa 6 Wochen ein von der Ankunft der zu bestrahlenden Objekte am KIT bis zur Rücksendung!

Innerhalb des Europäischen Projektes AIDA2020 werden Bestrahlungen über Transnational Access  gefördert.

 

Um den Effekt reiner ionisierender Strahlung zu untersuchen bieten wir auch einen Röntgenaufbau an, an dem Dosisraten bis zu 40 kGy/h erreicht werden können.

 

Kontakt

Leitung: Dr. A. Dierlamm, Prof. W. de Boer

Technischer Support: F. Bögelspacher

Versandaddress:

F. Bögelspacher
Karlsruher Institut für Technologie
Institut für Experimentelle Teilchenphysik
Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, Building 401
D-76344 Eggenstein-Leopoldshafen
GERMANY

 

Für Bestrahlungsanfragen oder allgemeine Fragen schicken Sie bitte eine email an: irradiation∂lists kit edu

 


Elektronikwerkstatt

Wire-Bonder
Wire Bonder

Die Elektronikwerkstatt des ETP unterstützt die Forschungsaktivitäten in vielfacher Weise.
Dazu gehören die üblichen Löt- und Bestückungsarbeiten um Teststationen aufzubauen und in Gang zu halten.
Doppelseitige Testplatinen bis zu einer Größe von 40cm x 30cm können entworfen und mit einem LPKF-Fräser hergestellt werden.
Für SMD-Bestückung ist ein Reflow-Ofen vorhanden.

Für die Kontaktierung von Mikrostreifendetektoren steht ein Wire-Bonder Hesse & Knipps 710M zur Verfügung, mit dem z.B. für die Produktion des am CERN befindlichen CMS-Tracker-Detektors ungefähr eine halbe Million elektrische Verbindungen hergestellt wurden.


Mechanische Werkstatt

CMS-Petal auf Fräsmaschine
Die Präzisionsbearbeitung dieser Detektor-Tragestruktur konnte auf der großformatigen Deckel-Maho-Fräse durchgeführt werden

Die Mechanische Werkstatt des ETP operiert in Form einer Verbundwerkstatt gemeinsam mit dem IKP und dem ITP, wobei 11 der 15 Mitarbeiter zum ETP gehören.
Neben einigen Drehbänken und Fräsmaschinen gehören auch eine Schweißerei sowie eine Schreinerei zur Werkstatt.