Études de caractérisation d'un détecteur à pixels Timepix au CdTe en vue d'applications dans la physique des particules et la physique médicale
Thèse ou mémoire / Thesis or Dissertation
Date de publication
Autrices et auteurs
Identifiant ORCID de l’auteur
Contributrices et contributeurs
Direction de recherche
Publié dans
Date de la Conférence
Lieu de la Conférence
Éditeur
Cycle d'études
Maîtrise / Master's
Programme
Affiliation
Mots-clés
- Timepix
- CdTe
- Energy resolution
- Hecht equation
- Polarisation
- Mobilité des porteurs de charge
- Temps de vie des porteurs de charge
- Résolution en énergie
- Équation de Hecht
- Polarization
- Carrier mobility
- Carrier lifetime
Organisme subventionnaire
Résumé
Résumé
Un détecteur à pixels Timepix a été caractérisé en vue d’applications dans la physique
des particules et en imagerie médicale. Ce Timepix est fait d’une couche sensible de
CdTe d’une épaisseur de 1000 mm divisée en (256 x 256) pixels avec des contacts
ohmiques. Chaque pixel a une aire de (55 x 55) mm2.
L’effet de polarisation dans le détecteur Timepix-CdTe (TPX-CdTe) a été étudié dans
le but de déterminer si un détecteur aux contacts ohmiques démontre cet effet. Il a été
observé que le biais effectif du détecteur a diminué pendant une période de mesure de
38 heures, ce qui signifie que le détecteur est devenu polarisé.
Le détecteur a été exposé à des photons de 59,5 keV et de 662 keV émis par des
sources d’241Am et 137Cs respectivement et les énergies mesurées avec le TPX-CdTe
étaient précises à 1,18% et 0,03% respectivement. Un étalonnage global du détecteur
a été développé qui a été comparé à un étalonnage conventionel pixel par pixel souvent
utilisé. Les énergies (0,8 à 10 MeV) de protons ont été mesurées et les résolutions
en énergie obtenues par les deux étalonnages ont été comparées. L’étalonnage global a
montré une amélioration dans la résolution d’en moyenne 8,6% pour des protons.
La présence de pièges dans le matériau du CdTe et leur influence sur la collection
de charge ont été étudiées. La valeur du produit de la mobilité et du temps de vie des
porteurs de charge a été mesurée pour des protons de 1,4 MeV à partir de l’équation de
Hecht.
A Timepix pixel detector has been characterized for the purpose of applications in particle physics and medical imaging. This Timepix detector consists of a segmented CdTe sensor layer with a thickness of 1000 mm divided into 256 x 256 pixels and manufactured with ohmic contacts. Each pixel has an area of 55 x 55 mm2. The polarization effect in the Timepix-CdTe (TPX-CdTe) was studied with the aim of determining whether a detector possessing ohmic contacts exibits the said effect. It has been observed that the effective bias of the detector decreased over a 38 hour measurement period. This indicates that the detector became polarized. The detector was exposed to photons with energies of 59.5 keV and 662 keV emitted from 241Am and 137Cs sources, respectively. The energies measured with the TPX-CdTe were accurate to within 1.18% and 0.03%, respectively. A global calibration of the detector was implemented and compared to a conventionally used per-pixel calibration. Proton energies (from 0.8 up to 10 MeV) have been measured and the energy resolutions obtained by both calibrations have been compared. The global calibration improves the energy resolution by 8.6% for protons. The presence of traps in CdTe and their influence on charge collection have been investigated. The mobility x lifetime product of charge carriers has been measured for 1.4 MeV protons based on the Hecht equation.
A Timepix pixel detector has been characterized for the purpose of applications in particle physics and medical imaging. This Timepix detector consists of a segmented CdTe sensor layer with a thickness of 1000 mm divided into 256 x 256 pixels and manufactured with ohmic contacts. Each pixel has an area of 55 x 55 mm2. The polarization effect in the Timepix-CdTe (TPX-CdTe) was studied with the aim of determining whether a detector possessing ohmic contacts exibits the said effect. It has been observed that the effective bias of the detector decreased over a 38 hour measurement period. This indicates that the detector became polarized. The detector was exposed to photons with energies of 59.5 keV and 662 keV emitted from 241Am and 137Cs sources, respectively. The energies measured with the TPX-CdTe were accurate to within 1.18% and 0.03%, respectively. A global calibration of the detector was implemented and compared to a conventionally used per-pixel calibration. Proton energies (from 0.8 up to 10 MeV) have been measured and the energy resolutions obtained by both calibrations have been compared. The global calibration improves the energy resolution by 8.6% for protons. The presence of traps in CdTe and their influence on charge collection have been investigated. The mobility x lifetime product of charge carriers has been measured for 1.4 MeV protons based on the Hecht equation.
Table des matières
Notes
Notes
Autre version linguistique
Ensemble de données lié
Licence
Approbation
Évaluation
Complété par
Référencé par
Ce document diffusé sur Papyrus est la propriété exclusive des titulaires des droits d'auteur et est protégé par la Loi sur le droit d'auteur (L.R.C. (1985), ch. C-42). Sauf si le document est diffusé sous une licence Creative Commons, il ne peut être utilisé que dans le cadre d'une utilisation équitable et non commerciale comme le prévoit la Loi (i.e. à des fins d'étude privée ou de recherche, de critique ou de compte-rendu). Pour toute autre utilisation, une autorisation écrite des titulaires des droits d'auteur sera nécessaire.