Vers un detecteur pixel à haute resolution spatiale pour l’identification de particules: contribution de nouveaux détecteurs à la physique // Towards a high spatial resolution pixel detector for particle identification: new detectors contribution to p

Les expériences de physique des particules sur les futurs collisionneurs linéaires à e-e+ nécessitent des progrès dans la résolution spatiale des détecteurs de vertex (jusqu’au micron), ceci afin de déterminer précisément les vertex primaires et secondaires pour des particules de grande impulsion transverse. Ce type de détecteur est placé près du point d’interaction. Ceci permettra de faire des mesures de précision en particulier pour des particules chargées de faible durée de vie. Nous devons par conséquent développer des matrices comprenant des pixels de dimension inférieure au micron-carré. Les technologies adéquates (DOTPIX, Pixel à Puit/Point quantique) devraient permettre une avance significative en reconstruction de trace et de vertex. Bien que le principe de ces nouveaux dispositifs ait été étudié à l’IRFU (voir référence), ce travail de doctorat devrait se focaliser sur l’étude de dispositifs réels qui devraient alors être fabriqués garce aux nanotechnologies en collaboration avec d’autres Instituts. Cela requiert l’utilisation de codes de simulation et la fabrication de structures de test. Les applications en dehors de la physique se trouvent pour l’essentiel dans l’imagerie X et éventuellement les cameras holographiques dans le visible.
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Future experiments on linear colliders (e+e-) with low hadronic background require improvements in the spatial resolution of pixel vertex detectors to the micron range, in order to determine precisely the primary and secondary vertices for particles with a high transverse momentum. This kind of detector is set closest to the interaction point. This will provide the opportunity to make precision lifetime measurements of short-lived charged particles. We need to develop pixels arrays with a pixel dimension below the micron squared. The proposed technologies (DOTPIX: Quantum Dot Pixels) should give a significant advance in particle tracking and vertexing. Although the principle of these new devices has been already been studied in IRFU (see reference), this doctoral work should focus on the study of real devices which should then be fabricated using nanotechnologies in collaboration with other Institutes. This should require the use of simulation codes and the fabrication of test structures. Applications outside basics physics are X ray imaging and optimum resolution sensors for visible light holographic cameras.
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Pôle fr : Direction de la Recherche Fondamentale
Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
Service : Département d’Electronique, des Détecteurs et d’Informatique pour la physique
Laboratoire : DÉtecteurs: PHYsique et Simulation
Date de début souhaitée : 01-12-2024
Ecole doctorale : Physique et Ingénierie: électrons, photons et sciences du vivant (EOBE)
Directeur de thèse : RENARD CHARLES
Organisme : CNRS
Laboratoire : C2N
URL : https://doi.org/10.1109/TED.2017.2670681

Public/private mixed funding

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Département : Institut de recherche sur les lois fondamentales de l’univers
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Master II ou et equivalent en physique de base