Développement de détecteurs micromegas utilisant des puces pixelisées comme anodes collectrices

par Maximilien Chefdeville

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Jurriaan Schmitz, Paul Colas et de Harry Van der Graaf.

Soutenue en 2009

à Paris 11 en cotutelle avec l'Université d'Amsterdam , en partenariat avec Université de Paris-Sud. Faculté des Sciences d'Orsay (Essonne) (autre partenaire) .


  • Résumé

    Cette thèse traite de la fabrication et des tests d'un nouveau détecteur gazeux à très grand nombre de canaux de lecture. Ce détecteur appelé GridPix permet de localiser un électron libéré dans le gaz avec une grande précision et une efficacité proche de 100 %. Il est constitué d'une grille de multiplication d'électrons Micromegas et d'une puce électronique à pixels pour lire les signaux. GridPix pourrait être utilisé comme trajectographe à haute résolution pour des expériences de physique des particules au futur collisionneur l linéaire ILC. La sensibilité d'un détecteur GridPix aux radiations ionisantes est supérieure lorsque la grille Micromegas est fabriquée directement sur la puce à pixels. Cette grille ``intégrée'' est appelée InGrid et fut d'abord fabriquée sur des galettes de silicium pour étudier son gain, sa résolution en énergie et sa transparence ionique. La fabrication et les mesures de ces propriétés sont présentées. Des petites TPC formées d'une InGrid et de la puce à pixels TimePix ont été construites. L'étude de leur réponse aux rayons X mous et aux particules cosmiques est détaillée dans ce manuscrit. Sur la base de mesures de l'efficacité de détection d'électrons uniques et de la résolution spatiale dans le plan de pixels, les avantages d'une TPC à lecture pixels à l'ILC sont discutés.

  • Titre traduit

    Development of micromegas-like gaseous detectors using a pixel readout chip as collecting anode


  • Résumé

    This thesis reports on the fabrication and test of a new gaseous detector with a very large number of readout channels. This detector is intended for measuring the tracks of charged particles with an unprecedented sensitivity to single electrons of almost100 %. It combines a metal grid for signal amplification called the Micromegas with a pixel readout chip as signal collecting anode and is dubbed GridPix. GridPix is a potential candidate for a sub-detector at a future electron linear collider (ILC) foreseen to work in parallel with the LHC around 2020--2030. The tracking capability of GridPix is best exploited if the Micromegas is integrated on the pixel chip. This integrated grid is called InGrid and is precisely fabricated by wafer post-processing. The various steps of the fabrication process and the measurements of its gain, energy resolution and ion backflow property are reported in this document. Studies of the response of the complete detector formed by an InGrid and a TimePix pixel chip to X-rays and cosmic particles are also presented. In particular, the efficiency for detecting single electrons and the point resolution in the pixel plane are measured. Implications for a GridPix detector at ILC are discussed.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (226 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 217-226

Où se trouve cette thèse ?

  • Bibliothèque : Université Paris-Sud (Orsay, Essonne). Service Commun de la Documentation. Section Sciences.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 0g ORSAY(2009)14
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