XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física 15 - Julio - 2013 C.Lacasta 1, C.García 1, U. Soldevila 1, D. Santoyo 1, J.V. Civera 1, R.Marco.

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1 XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física 15 - Julio - 2013 C.Lacasta 1, C.García 1, U. Soldevila 1, D. Santoyo 1, J.V. Civera 1, R.Marco 1, P.Bernabeu 1, F.González 1, S.Martí 1, M.Ullán 2, V.Benítez 2 1 Instituto de Física Corpuscular (IFIC,CSIC-UV) 2 Centro Nacional de Microelectrónica (CNM-IMB)

2 Detector Interno Fase 0  capa adicional en el detector píxel (IBL) Fase I  posibilidad de reemplazar todo el sistema píxel Fase II  reemplazar el actual TRT y usar un tracker todo de strips de silicio Planes para el Detector Interno: Urmila Soldevila (IFIC - Valencia) XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física FASE 0 [5-20] fb -1 FASE I [50-100] fb -1 [300-400] fb -1 FASE II [2000-3000] fb -1 HL-LHC 2

3  Contribuye a la medida de momento, parámetro de impacto y posición de vértices  Usa detectores de silicio de microbandas (strips) EndCap SCT Nuevo diseño Diseñado por David Santoyo (IFIC-Valencia) Formado por tres módulos distintos Formado por módulos iguales (pétalos) Urmila Soldevila (IFIC - Valencia) XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física 3 R = 60cmR = 97cm

4  Sensores  Fibra de carbono + honeycomb  Tubería de acero + espuma de fibra de carbono (pocofoam) Sandwich  Pruebas térmicas  Pruebas mecánicas  Pruebas térmicas  Pruebas mecánicas 2 prototipos (sin servicios ni detectores) Comprobar que no sufren deformaciones Fabricados en EE.UU Urmila Soldevila (IFIC - Valencia) 64.76 cm 20.4 cm 7,48 cm XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física 4

5  “Sarcófago” de metacrilato (unidad de mecánica) ◦ Cámara infrarroja ◦ Pétalo ◦ Aire seco (H ~ 0%) para evitar condensación Conseguir bajar la temperatura para disipar el calor de los chips Urmila Soldevila (IFIC - Valencia) 25ºC - 30ºC Tuberías XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física 5

6 T ra en función del tiempo Observar si en distintas regiones se alcanzan temperturas similares T ra en función del tiempo Observar si en distintas regiones se alcanzan temperturas similares T ra a lo largo de una línea Observar evolución de la temperatura en una región dada T ra a lo largo de una línea Observar evolución de la temperatura en una región dada Urmila Soldevila (IFIC - Valencia) CO 2 Apertura CO 2 ΔT ~ 40ºC -30ºC XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física 6

7 Sistema Óptico Sistema Láser Sistema de Vision Sistema de Contacto Urmila Soldevila (IFIC - Valencia) XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física 7

8 Brookhaven – Front Side (laser) 0.05 0 - 0.05 - 0.1 - 0.15 0.06 0.02 - 0.02 - 0.06 - 0.1 Valencia – Front Side (vision) Valencia – Front Side (vision)  2D Brookhaven – Front Side (laser)  2D Urmila Soldevila (IFIC - Valencia) XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física 8

9  Valores obtenidos por Brookhaven y Valencia  Compatibles  Los resultados antes y después de las pruebas térmicas  Similares  Máxima desviación obtenida < 100 μm  Aceptable Urmila Soldevila (IFIC - Valencia)  Valores dentro de las especificaciones XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física 9

10  Nos concentramos en un concepto más pequeño que nos ayude a entender mejor el modelo completo  Elegimos la zona donde el pétalo se divide en dos columnas de sensores Urmila Soldevila (IFIC - Valencia) XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física 10

11  Strips construidos con un estereo ángulo  No rotamos el detector  Strips no paralelos a los bordes del detector  Los strips de dos extremos no alcanzan la zona de soldadura  Los strips huérfanos se conectan al último strip completo  no existen áreas muertas  Disponemos de detectores de tamaño real y varios minis con diferentes diseños y tecnologías (one metal / double metal) Top Left Top Right Big Large Pitch 92 μm Small Pitch 58 μm XSmall Pitch 45 μm 0.99 cm 2 cm 1.4 cm 0.82 cm 8.6 cm 8.07 cm 11 Doble cara

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13 13 V breakdown V FD Full Size Sensors Big Sensor180 V110 V Top Right> 200 V80 V Top Left> 200 V80 V Small Sensors Large Pitch> 200 V70 V Small Pitch> 200 V90 V xSmall Pitch> 200 V70 V V breakdown > 180 V V FD > 70 V Urmila Soldevila (IFIC - Valencia) XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física

14 14 Urmila Soldevila (IFIC - Valencia) XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física  Las medidas se realizan con el sistema Alibava (A Liverpool Barcelona Valencia system)  Utilizamos una fuente láser y una fuente beta ( 90 Sr) y obtenemos la carga máxima que nuestro detector puede recoger (1 mip genera 80 pares/ μ m  en un grosor de 300 μ m obtendremos 24Ke - )  Para cada valor del voltaje obtenemos el máximo número de cuentas recogidas utilizando el setup láser y las calibramos con las cuentas recogidas mediante el setup beta. Collected Charge = (24.6 ± 0.5 ) Ke -  Representando el máximo número de cuentas en función del voltaje obtenemos la carga total recogida por el detector *Medidas realizadas con el detector TopRight 6272-W02 (double Metal)

15 15  Acercamos/alejamos el láser al detector (dirección z)  Encontramos el valor óptimo mirando el RMS de la señal  Enfocamos en ese valor de Z  Hacemos un scan perpendicularmente a los strips (dirección x) y miramos la señal captada por cada uno de ellos Laser scan Z = 11.95 mm Laser: 1060nm (infrarojo cercano) Urmila Soldevila (IFIC - Valencia) XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física

16 16  Posición del láser en función del canal (número de eventos en código de colores)  Presencia de canales ruidosos  Todo el detector está activo Laser: 1060nm (infrarojo cercano) Urmila Soldevila (IFIC - Valencia) XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física  Amplitud de la señal láser en función de la posición  El láser ‘rebota’ en las capas de aluminio de los strips (ausencia de señal)  Buena distinción de canales, no existen acoplos de señal

17 17  Se han realizado pruebas mecánicas y térmicas sobre los prototipos de fibra de carbono del Pétalo obteniendo valores que se encuentran dentro de las especificaciones de Atlas  Máxima desviación obtenida < 100 μm  Mínima temperatura alcanzada ~ -30ºC Urmila Soldevila (IFIC - Valencia) XXXIV Reunión Bienal de la Real Sociedad Española de Física Pétalo  Se ha llevado a cabo la caracterización de los detectores fabricados por el CNM (Barcelona)  Curvas IV y CV  V breakdown > 180 V, V FD > 70 V  Eficiencia de recolección de carga  (24.6 ± 0.5 ) Ke -  Se ha hecho un estudio de la integridad de los strips mediante un scan láser  Determinación de canales ruidosos que pueden extraerse de posteriores análisis  No existe presencia de acoplos entre canales. Todos los strips son distinguibles  Realizar las mismas pruebas en los detectores que faltan y comparar tecnologías (one metal/double metal) Petalet - Muchas gracias por su atención -

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