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Progressi grande delle gemme Area 12 ° Conferenza di Vienna sulla Strumentazione VCI 2010 15 20 febbraio 2010, Vienna Marco Villa, Matteo Alfonsi, Ian Brock, Presentazione tema: progressi sulla grande delle gemme Area 12 ° Conferenza di Vienna sui Strumentazione VCI 2010 15 20 febbraio 2010, Vienna Marco Villa, Matteo Alfonsi, Ian Brock, Presentazione trascrizione: 1 sullo stato di avanzamento di grande delle gemme Area 12 ° Conferenza di Vienna sulla Strumentazione VCI 20 febbraio 2010, Vienna Marco Villa, Matteo Alfonsi, Ian Brock, Gabriele Croci, Eric David, Rui de Oliveira, Serge Duarte Pinto, Elena Rocco, Leszek Ropelewski, Hans Taureg, Miranda van Stenis 2 Outline Gas Electron moltiplicatori applicazioni GEM motivazione per grandi GEM area della maschera singola fotolitografia Migliorare l'incisione poliimmide Migliorare le gemme di giunzione fondo di incisione in rame di stretching grande delle gemme locali per il trattamento di grandi GEM zona Simulazione GEM ottimizzando la geometria del foro Comprendere le conclusioni di ricarica fino prospettive di 3 immobili Gas Electron Moltiplicatori GEM: segnale elettronico veloce, nessuna struttura di amplificazione coda di ioni indipendente in materiale flessibile di lettura permette non geometrie planari Possibilità di cascading cascata GEM riduce probabilità di scarico 4 applicazioni GEM (1 ) COMPASS (NIM a 577 (2007) 455) di monitoraggio per l'esperimento fisso di destinazione: 31 x 31 cm 2 area attiva XY striscia di lettura risoluzione spaziale 46 m Richiesto capacità di rapporto 150 kHzcm 2 LHCb (2008 JINST 3 S08005) muone in avanti innescando: 24 x 20 cm 2 zona capacità pad lettura tasso richiesto 500 kHzcm 2 TOTEM (JINST 3 S08007, 2008) il monitoraggio in avanti e innescando: 30 cm applicazioni di diametro combinato striscia e pad di lettura richiesta capacità di rapporto 5 GEM (2) cilindrico GEM per NA49: cilindrica GEM tripla la copertura del rivelatore sulla base di 31 x 31 cm 2 BUSSOLA GEM Pellicole 2D lettura cartesiano wih 400 m striscia elettronica passo APV25 lettura GEM veramente sferica per Xray diffrattometria: sferica gap di conversione dà a zero GEM errore di parallasse formata a partire da una lamina planare Formare su stampo sferico con 20 peso kg applicata Temperatura 350 C per circa 24 ore gabbia campo conico nel divario di conversione distanziatori curvilinee per mettere accurata spaziatura planare o lettura sferica 6 motivazione per grandi GEM zona (1) aggiornamento di TOTEM T1: 2 telescopi costituito back to back dischi Ogni disco comprende 5 camere Camera sovrapposizione permette di raggio fisso regolabile camere triple GEM al 2000 cm 2 camere dell'area attivi a base di GEM lamine 66 x 66 cm 2 Ampia area raggiunta splicing 2 GEM insieme KLOE2 inseguitore interno (Vedi E. De Lucia parlare): cilindrica GEM tripla rivelatore GEM 96 x 35,2 centimetri 2 area attiva Ampio raggiunti splicing 3 gemme insieme Nessun distanziali tra GEM lamine cilindriche catodo con flange di supporto in fibra di vetro anulare 8 Le innovazioni tecnologiche 1. Fare doppio maschera fotolitografia introduce errori di allineamento uso singola maschera 2. materia prima sia esclusivamente 457 millimetri un'ampia Splice GEM Pellicole insieme 3. GEM si estende diventa Solutions fastidiosi 4. movimentazione GEM diventa difficile nuove attrezzature e macchine 9 Doppia maschera vs. singola maschera la doppia mascherina fotolitografia maschera singola fotolitografia 50 m foglio di Kapton 5 m di rame rivestito su entrambi i lati del rivestimento photoresist mascheramento , l'esposizione di sviluppo photoresist, rame incisione Kapton incisione metallo incisione secondo luogo mascheramento, sviluppo esposizione, incisione, pulizia finale 10 Creazione del modello GEM 1 fotoresist laminazione: materiale di base fornita nel 457 mm x 100 m rotoli pezzo di materiale di base viene laminato con fotosensibile laminazione eseguita sotto pressione a 100 110 C Importante per prevenire la formazione di bolle d'aria 2 Esposizione: Maschera tenuto in posizione dalla luce sistema di vuoto UV polimerizza smascherati photoresist Importante per regolare la quantità di luce di sviluppo 3 fotoresist: GEM posto in stufa a 100 C per un pochi minuti carbonato di sodio risciacquo rimuove photoresist non polimerizzato 1 2 3 11 Incisione fori del GEM Incisione dell'elettrodo di rame superiore: cloruro ferrico ed acido cloridrico risciacquo creare i fori sull'elettrodo di rame superiore bagno base rimuove lo strato di cromo in fori neutralizzazione rimozione di photoresist necessario: l'etanolo utilizzato per rimuovere l'incisione fotosensibile Polyimide: la combinazione chimiche attacco isotropo ed anisotropi si può ottenere fori ripide fori Kapton formano la maschera per il rame fondo incisione profilo Kapton saranno finemente sintonizzato in un idrossido successiva fase di potassio (KOH) etilene isotropa diammina anisotropico 12 attacco dello strato di rame fondo Acquaforte dal basso Acquaforte dall'alto, utilizzando i fori in poliimmide come maschera di ammonio persolfato produce variazioni di spessore di rame su vaste aree ottenere disomogeneità acido cromico produce più omogenea prototipo acquaforte GEM per TOTEM T1 prodotto con questo acquaforte tecnica rame è rim isotropo appare intorno ai fori guadagnare stabilità deterioramento possibile ridurre l'orlo dal snellimento lo spessore di rame prima incisione dei fori 13 GEM giunzione il materiale di base è larga solo 457 millimetri possibile ottenere larghezza maggiore da gemme splicing 2 larghezza mm kapton coverlay sulle gemme bordi premuto e riscaldata fino a 240 C Seam è piatta, regolare, meccanicamente e dielettricamente scansione forte tasso di 0,5 mm collimato fascio di raggi X si comporta normalmente fino alla performance cucitura del resto del GEM è influenzato 14 stretching e movimentazione GEM stretching : l'espansione termica di un telaio di plexiglas può essere sfruttata per il foglio di stretching stretching panchina con celle di carico collegate a metri manipolazione: Alcune delle fasi di produzione si svolgono in bagni chimici di dimensioni finite un portafoglio pieghevole in acciaio inox permette la gestione lamine gioiello di fino a 200 x 50 centimetri 2 tecnologia maschera singolo è adatto per la produzione di massa con attrezzature rotolo rollto CERN INFN LNF 15 Produrre il prototipo TOTEM T1 Framing le lamine a fette 2 Rendere il piano di base a nido d'ape e il coperchio superiore 3 Incollare il catodo al telaio a nido d'ape 4 dell'assemblaggio finale di tutti cornici 5 prototipo assemblato 16 TOTEM T1 prototipo prestazioni di tenuta buona gas e stabilità ad alta tensione guadagno inferiore a standard (doppia maschera) GEM, come previsto dal più ampio diametro del foro forma del foro è possibile sintonizzare modificando la composizione di incisione risoluzione energia chimica 22,4 FWHMpeak per Cu I raggi X in Ar: CO 2 70:30 17 Miglioramento rame incisione per non creare il bordo a tutti: laminato uno strato di fotoresist sull'elettrodo inferiore Applicare 3 V DC al rame elettrodo superiore diventa inerte alla soluzione di attacco Etch la di rame fondo con acido cromico utilizzando i fori di poliimmide come maschera torna incisione poliimmide per 30 s per ottenere fori quasi cilindrici quasi cilindrica profilo buco nel poliimmide fori perfettamente definite su entrambi gli elettrodi superiore e inferiore della tensione Spark in aria (650 40) GEM V pulizia assicura una buona robustezza dalle scintille 81 m 69 m 18 singola maschera GEM prestazioni doppio GEM 10 x 10 cm 2 Gap D 4,2 mm, gap gap T area attiva mi 2,2 millimetri EDET 2 kVcm, EI 3 kVcm misure effettuate in Ar: CO 2 70 : 30 tubo Cu Xray (K 8.04 keV, K 8.9 keV) max. guadagnare V GEM 435 V pochi 10 4 std GEM Energia res FWHMpeak 20 std GEM veloce carica fino (14 4) s 30 min std GEM molto piccola carica fino 4 19 Simulazione effetti forma del foro 95 55 m 55 55 m 55 95 m 955585557555655555555565557555855595 forma Hole può essere sintonizzato modificando la composizione di incisione chimica Possibilità di scegliere la forma ottimale secondo la domanda di simulazione di linee di campo elettrico per differenti geometrie Simulazione di punto finale di elettroni in funzione della geometria 20 Simulazione di carica up Tempo 0 s Time 4 s Deposizione di cariche elettriche sulla poliimmide svolge un ruolo importante nel comportamento GEM simulazione di successo di elettroni di carica in un GEM standard, senza elettroni guadagno create a caso al di sopra delle elettroni GEM alla deriva e il punto finale registrato generazione di nuova mappa campo con cariche depositate 21 Conclusioni prospettive la tecnica singola maschera ha dimostrato di essere una tecnologia di produzione valida per le gemme è stato possibile costruire un grande dimensioni GEM tripla di cm 2 area attiva 2000, che è stato testato con successo perfezionamenti recenti del metodo di produzione dare una migliore controllo sulla forma del foro la tecnica offerte vantaggi interessanti per vasta area e la produzione su larga scala parametri fori sono in fase di studio e il processo di ottimizzazione è in corso 23 Migliorare rame incisione per non creare il bordo a tutti: laminato uno strato di fotoresist sull'elettrodo inferiore Coprire l'elettrodo superiore con oro o latta per deposizione galvanica incidere il rame fondo con acido cromico utilizzando i fori di poliimmide come maschera di Striscia lo strato fotosensibile, lascia lo strato di protezione superiore i fori sul fondo sembrano essere molto ben definito difficile ottenere una buona ermeticità dello strato protettivo superiore il minimo delaminazione tra il rame e Kapton conduce al rame oro sottoattacco rimane sopra underetched scintilla probabilità aumento rame Hai bisogno di un modo più efficiente per proteggere l'elettrodo superiore 91 m 64 mA approccio semplificato il calcolo della volatilità e completa il nostro Call Back modulo o Calculatnig su 01293 550 400. 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