rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi x michele di fraia xuvlab...
TRANSCRIPT
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su
raggi X Michele Di Fraia
XUVLabDipartimento di Fisica e Astronomia
Università degli Studi di Firenze
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
Requirements
• DurationDuration
• Visible blindnessVisible blindness
• Low thermal noiseLow thermal noise
• Radiation hardnessRadiation hardness
• Low supply voltageLow supply voltage
• CostsCosts
Caratteristiche del diamante
Diamond Silicon Diamond Silicon GermaniumGermanium
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
Diamond properties
High visible rejection
Low thermal noise
High sensitivity
Gap Energy5.47 eV
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
Inter-atomic distance1.54 Å
Atomic density
0.176 Å-3
High bond energy
compactness
hardness
low compressibility
Chemical inertia
Diamond properties
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
Electric Contacts on diamond
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
Arrays and pixels
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
X ray Diamond trasmissivity
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
Attenuation lenght in diamond
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
V drift vs Electric field
CV
D d
iam
ond
R.
Sus
sman
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
Transit time in diamond vs thickness
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
Diamond in EXAFS application
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
DIAMOND vs IC
RisultatiFe spectra
Fe standard targetEnergy scan:
7000 – 7900 eV-0,5
0,0
0,5
k(k
)
experimental theoretical
Residual = 1.194080E-02
a)
4 6 8 10 12 14
-0,5
0,0
0,5
k(k
)
k(Å-1)
experimental theoretical
Residual = 1.122778E-02
b)
A. D
e Si
o et
al.,
APL
, 93,
083
503
(200
8)HPHT single crystal
Conclusioni
Results:
-Good linearity of diamond in direct comparison with ICs.
-Good agreement in Fe Exafs spectra obtained with diamond vs ICs .
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
Diamond as beam monitor detector
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
Diamond as beam monitor detector
Anello Accumulazione
Magnete curvante
Magnete curvanteMagnete
curvante
Linac
Struttura temporale ELETTRA
Elettra432 pacchetti di Elettroni
Periodo 2 ns , FWHM 130 ps
2.0 ns43 ns intervallo
di buio
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
Elettra temporal structure
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
Elettra temporal structure
Conclusioni
Results:
-Elevata risoluzione spaziale (10 micron) anche se limitata dallo spot-size del fascio.
- Elevata risoluzione temporale (1 ns) .
Rivelatori a stato solido basati su diamante per applicazioni su raggi X
Future applications:
-Xas Io e I1
-Exafs time-resolved
- Bunch by bunch beam monitor detectors
-X ray Imaging