Ta disertacija predstavlja raziskavo zasnove in delovanja detektorjev LGAD v okviru HGTD v pripravah na nadgradnjo LHC na HL-LHC. Vzorci različnih proizvajalcev so bili izmerjeni in karakterizirani z uporabo CV/IV, časovne meritve in meritev zbranega naboja pred in po obsevanju z reaktorskimi nevtroni. Kar zadeva zasnovo, je jasno, da visoka koncentracija dopiranja bora povzroči nižjo konstanto odstranjevanja, prav tako pa tudi dodajanje ogljika do določene točke.
Za določitev operativnega načrta za HGTD je bil raziskan vpliv žarjenja in nevtronskega toka. Ugotovljeno je bilo, da na delovanje ni bistveno vplivalo nič od tega. Vpliv plavajočih blazinic na preostale povezane blazinice je bil proučen z uporabo nizov 2x2 z različnimi razmiki med blazinicami. Kot je bilo pričakovano, manjša razmik med blazinicami vodi do zgodnjega preboja in preboja pri nižji prednapetosti.
Zasnovana je bila nova postavitev za testiranje dolgoročne stabilnosti senzorjev pri visokih prednapetostih. Na splošno so se vzorci v laboratorijskih testih izkazali za zelo robustne. Vendar pa je bila opažena destruktivna razgradnja obsevanih senzorjev pri delovanju pri visokih prednapetostih v visokoenergijskem žarku delcev. Vzorci so bili poslani v dve kampanji testnih žarkov. Ugotovljeno je bilo, da do teh destruktivnih razgradenj pride, ko povprečno električno polje v senzorju preseže 12 V/$\mu$m.
Za simulacijo LGAD-ov je bilo treba določiti parametre udarne ionizacije za silicij. Določena je bila tudi odvisnost parametrov od temperature. Njihova veljavnost je bila nato preizkušena z meritvami iz obsevanih senzorjev do $2.5\cdot10^{15}$ cm$^{-2}$ in ugotovljeno je bilo, da so sprejemljivi pri nizkih pristranskostih.
|
