Etude et optimisation de bolometres a mesure simultanee de l'ionisation et de la chaleur pour la recherche de la matiere noire

par XAVIER-FRANCOIS NAVICK

Thèse de doctorat en Terre, océan, espace

Sous la direction de Denis L'Hôte.

Soutenue en 1997

à Paris 7 .

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  • Résumé

    Pour la recherche de la matiere noire non baryonique par detection directe, la collaboration edelweiss a choisi d'utiliser le bolometre ionisation-chaleur qui permet de distinguer les evenements recherches de ceux produits par la radioactivite ambiante. La condition d'une rejection efficace des evenements parasites est de fonctionner a tres basse temperature et d'appliquer une faible tension de polarisation pour la mesure de l'ionisation. Or a basse tension, celle-ci est instable au cours du temps. Nous avons montre que ce phenomene est lie a la creation d'une charge d'espace qui est due a l'ionisation des niveaux peu profonds par l'absorption de photons infrarouges parasites, emis par les parois chaudes du cryostat. Nous proposons a cette occasion un nouveau moyen de caracteriser les impuretes, pouvant egalement servir a mesurer le rayonnement infrarouge residuel et une methode pour cartographier le champ electrique. La fabrication des detecteurs, l'etude des electrodes et les caracterisations des impuretes presentes dans les monocristaux semi-conducteurs utilises sont detaillees. L'analyse des caracteristiques i(v) permet de definir la tension a appliquer et d'etudier les contacts a basse temperature. La determination de meilleures conditions de fabrication et d'utilisation (protection ir, regeneration, etc. ) ont permis d'ameliorer tres nettement la stabilite des reponses et la resolution en energie et d'obtenir les meilleures performances en mesure de l'ionisation. Nous avons ensuite etudie la contribution du piegeage a la resolution et cherche a mettre en evidence la presence ou non d'une zone morte. Cette etude permet d'envisager l'emploi d'autres semi-conducteurs moins purs et de gap plus etroit que ge et de simplifier les procedures de fabrication. Cette these a abouti a la realisation et a l'etude du premier detecteur ionisation chaleur d'edelweiss, dont nous presentons les premiers resultats de mesure obtenus au laboratoire souterrain de modane.

  • Titre traduit

    Study and optimisation of ionisation-heat bolometers for nonbaryonic dark matter research


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Informations

  • Détails : 367 P.
  • Annexes : 193 REF.

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris Diderot - Paris 7. Service commun de la documentation. Bibliothèque Universitaire des Grands Moulins.
  • Accessible pour le PEB
  • Cote : TS1997
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