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Sezione INFN PG - 12 Lugl io 2005 1 PROGETTO SMART (Structures and Materials for Advanced Radiation Hard Trackers – Gruppo 5) SEZIONI INFN COINVOLTE: + FI (Bruzzi) – responsabile nazionale + BA (Creanza) + PG (Pignatel) + PI (Messineo) + IRST-TN (Boscardin) Altre collaborazioni: PD (Candelori) + TS (Bosisio) + MI () + CERN (RD50)

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Sezione INFN PG - 12 Luglio 2005 1

PROGETTO SMART(Structures and Materials for Advanced

Radiation Hard Trackers – Gruppo 5)

• SEZIONI INFN COINVOLTE:+ FI (Bruzzi) – responsabile nazionale+ BA (Creanza) + PG (Pignatel) + PI (Messineo)+ IRST-TN (Boscardin)Altre collaborazioni: PD (Candelori) + TS (Bosisio)

+ MI () + CERN (RD50)

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Sezione INFN PG - 12 Luglio 2005 2

OBIETTIVI GLOBALI (2003-2005): • Studio del danno da radiazione in rivelatori al Si• Sviluppo di nuovi rivelatori Rad-Hard

OBIETTIVI (PG - 2005): • Studio del danno da radiazione in rivelatori al Si di

tipo n assottigiati, epitassiali e ossigenatiRisultati ottenuti:

• F.Moscatelli et al.”Comprehensive dev. simulation modeling of heavily irradiated Si detectors at cryo Temp.”, IEEE TNS 51 (2004) 1759.

• M.Petasecca et al.”Analysis and simulation of Charge Collection Efficiency in Silicon thin detectors”, Proceedings IWORID 2004.

PROGETTO SMART – G5

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Sezione INFN PG - 12 Luglio 2005 3

• Risultati ottenuti:

• Simulazione della Vdep in funzione del flusso e della temperatura

• The data between 190K and 290K are well reproduced for all the considered fluences varying the capture cross sections as a function of the temperature

• F.Moscatelli et al.”Comprehensive dev. simulation modeling of heavily irradiated Si detectors at cryo Temp.”, IEEE TNS 51 (2004) 1759.

PROGETTO SMART – G516

14

12

10

8

6

4

2

Dep

letio

n Vo

ltage

(V)

300250200150

Temperature (K)

Experiment Simulation

Fluence = 1.5x1013

cm-2

50

40

30

20

10D

eple

tion

Vol

tage

(V)

300250200150

Temperature (K)

Experiment Simulation

Fluence = 1.39x1014

cm-2

Fig.: Variazione delle tensione di svuotamento con la temperatura per flussi di 1.51013 protons/cm2 (a) e di 1.391014 protons/cm2 (b). La traccia con i cerchi indica I dati sperimentali, con i quadri, i risultati delle simulazioni con il modello a tre livelli implementato in ISE-TCAD

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Sezione INFN PG - 12 Luglio 2005 4

• Risultati ottenuti:• Simulazione delle prestazioni di diodi PAD assottigliati (Thin Detector)

• M.Petasecca et al.”Analysis and simulation of Charge Collection Efficiency in Silicon thin detectors”, NIM A Vol.546, Issue: 1-2 (2005), pp. 291-295.

PROGETTO SMART – G5

Fig: Confronto tra le Tensioni di completo svuotamento per un diodo PAD con substrato di 58 e 300 µm al variare del flusso. Per un flusso di 2x1014 n/cm2(1MeV equiv.) un diodo sottile ha una Vdep=14V, mentre il diodo spesso supera i 450V.

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Sezione INFN PG - 12 Luglio 2005 5

PROGETTO SMART – G5

OBIETTIVI (PG - 2006)• Sviluppo di un modello di danno in silicio di tipo p

che tenga conto dei seguenti parametri:

1) Energia dei livelli di intrappolamento (Ei)2) Sezione d’urto (i) e tasso di introduzione (i) dei

difetti3) Tensione di massimo svuotamento (Vdep)4) Corrente di perdita (Ileak)5) Efficienza di raccolta della carica (CCE)

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PARTECIPANTI ALL’ESPERIMENTO (PG-2006)

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1. Giorgio U.Pignatel (P.O.) 0.5

2. Marco Petasecca (Ass.) 0.3

3. Nicola Cirulli (Bors.) 0.7

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Totale: 1.5-FTE

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PROGETTO SMART – G5

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Sezione INFN PG - 12 Luglio 2005 7

PROGETTO SMART – G5

RICHIESTA FINANZIARIA (PG - 2006)----------------------------------------------------------• Missioni interne 2.0K€• Missioni estere 4.0K€• Consumo 2.0K€• Licenza SW (CAD) 2.0K€

----------------------------------------------------------Totale: 10.0K€

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