Estudo do desempenho de detectores de avalanche de baixo ganho em altas doses de radiação

• Processo: 24/20568-6
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Iniciação Científica
• Data de Início da vigência: 01 de dezembro de 2024
• Data de Término da vigência: 30 de novembro de 2025
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Física - Física das Partículas Elementares e Campos
• Pesquisador responsável: Marco Aurelio Lisboa Leite
• Beneficiário: Gabriel Gonçalves Amaral Silva
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 20/04867-2 - Física e instrumentação de altas energias com o LHC-CERN, AP.ESP
• Assunto(s): Grande Colisor de Hádrons Física experimental de altas energias
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Experimento ATLAS | Lgad | Lhc | Sensores semicondutores | Ufsd | Física experimental de altas energias

Resumo

Low Gain Avalanche Detectors (LGAD) são novos dispositivos desenvolvidos primariamente para fornecer  informação de tempo para os futuros detectores planejados para a atualização de alta luminosidade (HL-LHC) do ATLAS e CMS. A principal característica destes sensores é a resposta em tempo extremamente rápida (20~30ps de resolução temporal), resistência à radiação e a possibilidade de serem fabricados como matrizes de pixels (ou pads). Embora os LGADs sejam um dos sensores mais resistentes à radiação passíveis de serem fabricados pela tecnologia atual, os mecanismos pelos quais os danos de radiação se manifestam ainda não são completamente compreendidos e a medida sistemática de seu desempenho a diversas doses de radiação podem proporcionar valiosas informações a respeito de como esses mecanismos operam no dispositivo. Neste projeto, sensores do tipo LGAD com diferentes geometrias serão caracterizados (resposta IV, CV, e o estudo do sinal produzidos a partir de partículas carregadas e fótons de raios-X),  visando aplicações em altas e baixas  energias. Estão planejadas campanhas de irradiações utilizando nêutrons,  prótons e fótons no país buscando atingir as doses estimadas para os futuros detectores de medida de tempo no HL-LHC. Além das medidas elétricas, a simulação da resposta destes detectores utilizando os códigos atualmente empregados nos experimentos do LHC permitirá investigar o impacto da radiação no tempo e na carga produzida nos LGADs quando da passagem de radiação ionizante.