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Thèses et Mémoire de l'Université de Strasbourg

Développement des capteurs à pixels avec microcircuits intégrés pour le détecteur vertex de l'expérience STAR au collisionneur RHIC

SZELEZNIAK, Michal Antoni (2008) Développement des capteurs à pixels avec microcircuits intégrés pour le détecteur vertex de l'expérience STAR au collisionneur RHIC. Thèses de doctorat, Université Louis Pasteur.

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Résumé

This work is part of the Monolithic Active Pixel Sensor (MAPS) R&D program that is directed towards construction of a new, 135 million pixel vertex detector for the STAR experiment at the RHIC collider. The new detector is planned to be installed in 2011 to extend the current physics capabilities of the system by providing a pointing resolution of 30 µm. The STAR collaboration is actively pursuing detector development in MAPS technology that offers thin monolithic detectors fabricated in standard CMOS processes. The work presented addresses the development of MAPS from basic architectures to simple integrated on-chip signal processing. A common element for most of the presented readout schemes is a compact low-noise, low power consumption, compact in-pixel amplifier. A review of possible solutions for this element together with experimental results is presented. MAPS operating in current mode have been investigated in this thesis as an alternative to the classical voltage mode. Integration of MAPS sensors in a complete detector system has been investigated with a prototype readout system coupled to a detector telescope composed from three MAPS prototypes. The optimization of the readout of a multi-million pixel detector has been addressed with a study of an "on-the-fly" cluster finding algorithm reducing the data rates. The operation of RHIC with increased luminosity will require more advanced pixel architectures than the simple design implemented in the first prototypes. The solutions presented indicate a development path for the final sensor with in-pixel signal amplification and on-chip data digitization.

Type d'EPrint:Thèse de doctorat
Discipline de la thèse / mémoire / rapport :Physique. Physique et instrumentation
Mots-clés libres:détecteurs à pixels ; monolithic active pixel sensors ; CMOS ; détecteur de vertex ; STAR
Sujets:UNERA Classification UNERA > ACT Domaine d'activité UNERA > ACT-4 Instrumentation, imagerie, analyse, contrôle
CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 600 Technologie (sciences appliquées) > 620 Sciences de l'ingénieur > 621 Génie mécanique. Physique appliquée > 621.3 Electrotechnique, éclairage, électronique, télécommunications > 621.38 Électronique et télécommunications
Classification Thèses Unistra > Sciences, technologies > Sciences appliquées > 620 Sciences de l'ingénieur > 621 Génie mécanique. Physique appliquée > 621.3 Electrotechnique, éclairage, électronique, télécommunications > 621.38 Électronique et télécommunications

UNERA Classification UNERA > DISC Discipline UNERA > DISC-20 Physique, chimie, matériaux
CL Classification > DDC Dewey Decimal Classification > 500 Sciences de la nature et mathématiques > 530 Physique > 539 Physique moderne > 539.7 Physique atomique et nucléaire
Classification Thèses Unistra > Sciences, technologies > Sciences de la nature et mathématiques > 530 Physique > 539 Physique moderne > 539.7 Physique atomique et nucléaire
Code ID:1675
Déposé le :28 Octobre 2009

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