Acquisizione e processamento digitale dei segnali da rivelatori monolitici con la tecnica del campionamento
Progetto Una delle piu¿ stringenti necessita¿ tecnologiche per lo studio di reazioni indotte da fasci sia stabili che radioattivi e¿ la realizzazione di sistemi compatti di rivelazione che presentino basse soglie energetiche (minori di 1 AMeV) per l¿identificazione dei prodotti carichi.
Tali sistemi compatti di rivelazione devono essere in grado sia di identificare completamente il prodotto di reazione (massa e carica) che di fornirne energia e posizione di impatto sul rivelatore.
Un rivelatore che e¿ capace di queste prestazioni e¿ in corso di studio e di realizzazione (alcuni prototipi sono gia¿ stati prodotti e impiegati [1, 2]) presso i Laboratori Nazionali del Sud nell¿ambito di una collaborazione con la ST-Microelectronics di Catania.
Un telescopio DeltaE-E monolitico al Silicio che presenta una prima sezione DeltaE molto sottile, dell¿ordine di 1microm, e¿ ottenuta da Silicio di tipo n spesso 500microm mediante impiantazione di uno strato sepolto p+ di Boro che funziona da elettrodo di massa comune per le sezioni DeltaE ed energia residua E. Il passaggio di una particella carica che raggiunge la sezione E genera cariche che influenzano il campo elettrico all¿interno del rivelatore inducendo un segnale anche nella sezione DeltaE. Se tale sezione e¿ suddivisa in ¿strips¿ il segnale indotto dipende dalla posizione di impatto della particella e dalla distanza dal contatto di massa: il rivelatore e¿ quindi sensibile alla posizione e il segnale indotto puo¿essere usato per misurare la posizione X.
Misure preliminari hanno mostrato che all¿uscita del preamplificatore delle strisce DeltaE indipendenti si osservano segnali negativi veloci, dovuti all¿induzione dello stadio E sulle strisce DeltaE, con un piccolo lobo positivo dovuto alla sezione E.
L¿esperienza acquisita dai proponenti nell¿ambito della acquisizione in forma dei segnali [3,4] unita alla disponibilita¿ di apparati sperimentali di nuova generazione, quali i rivelatori monolitici in esame, consentono nell¿ambito della collaborazione con i Laboratori Nazionali del Sud, di caratterizzare le prestazioni di tali telescopi in linea e sotto fascio. Il progetto si propone di studiare la risposta di telescopi monolitici con DeltaE a strip come rivelatori di posizione, oltre che per identificare i prodotti carichi di reazione, usando il fascio di ioni pesanti del Tandem di Catania e l¿analisi in forma dei segnali mediante campionamento ad alta frequenza. Si prevede altresi¿ uno studio approfondito degli algoritmi da applicare allo scopo di accentuare l¿effetto dell¿induzione.
[1] F. Amorini et al., Nucl. Phys. B- Proceedings Supplements 150, 227 (2006)
[2] F. Amorini et al., Nucl. Instr. And Meth. A550, 248 (2005)
[3] P. Guazzoni et al., IEEE Trans. Nucl. Sci. 53, 279 (2006)
[4] P. Guazzoni et al., IEEE Trans. Nucl. Sci. 54, 208 (2007)