“New directions in science are launched by new tools much more often than by new concepts” (Freeman Dyson)
Die Abteilung "Detektorentwicklung" betreibt strategische Forschung und Entwicklung an Teilchendetektoren für zukünftige Experimente der Hochenergiephysik und für Anwendungen in der medizinischen Bildgebung. Dazu waren wir an der CERN-Kollaboration RD50 und dem EU-Netzwerk AIDAinnova beteiligt. Seit 2024 sind wir über die DRD3-Kollaboration an mehreren Projekten beteiligt, welche in das Forschungsportfolio der Gruppe passen.
Der Hauptfokus liegt auf Spur- und Vertexdetektoren auf Halbleiterbasis, welche beim CMS-Experiment am CERN und dem Belle-II Experiment am KEK eingesetzt werden.
In Übereinstimmung mit der ECFA Detector Roadmap arbeiten wir an monolithischen Pixeldetektoren auf CMOS-Elektronik (sogenannte DMAPS), Ultra-schnellen Siliziumdetektoren auf LGAD-Technologie und forschen an Siliziumkarbid (ein sogenannter Wide-Bandgap Halbleiter) für die Nutzung als Teilchendetektor. Dazu werden Simulationen, Messungen an Prototypen in den institutseigenen Reinräumen und Experimente an Teilchenstrahlen (CERN, DESY, MedAustron u.a.) durchgeführt.
Abseits der Hochenergiephysik arbeiten wir an Anwendungen der dafür entwickelten Technologien im Medizinsektor, konkret in der Krebstherapie mit Ionen. Dazu bauen wir ein System zur Strahlvermessung für das Ionentherapiezentrum MedAustron und forschen an medizinischer Bildgebung mit Ionen („Proton-CT“).
Reinräume
Das Know-How der Gruppe umfasst das Design, die elektrische und mikroskopische Charakterisierung von Siliziumsensoren, den Bau und das Wire-Bonden von Detektormodulen, sowie den Test von fertigen Modulen. Dazu betreiben wir zwei Einräume (ISO-Klasse 6 bis 7) mit verschiedenen hi-tech Messapparaten und Equipment.
Detektorentwicklung mit Industrie
Aufgrund des kontinuierlich wachsenden Bedarfs an Siliziumdetektoren in der Teilchenphysik wird eine industrielle Produktion der Detektoren immer wichtiger. Obwohl die grundlegenden Fertigungsprozesse denen der Chipindustrie sehr ähnlich sind, gibt es fundamentale Unterschiede. Diese erfordern eine enge Zusammenarbeit der Wissenschaft mit der Industrie. Wir arbeiten seit mehreren Jahren an diesem Thema.
In diesem 2-minütigen Video wird das Projekt zur Entwicklung von neuen Spurdetektoren gemeinsam mit Infineon für das Upgrade des CMS Experiments präsentiert.
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter
Detektorentwicklung
Sebastian Alexander Onder
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