Characterization of 150 μm thick silicon microstrip prototype for the FOOT experiment - Archive ouverte HAL
Article Dans Une Revue Journal of Instrumentation Année : 2022

Characterization of 150 μm thick silicon microstrip prototype for the FOOT experiment

Andrey Alexandrov , Behcet Alpat , Giovanni Ambrosi , Stefano Argirò , Diaz Raul Arteche , Mattia Barbanera , Nazar Bartosik , Giuseppe Battistoni , Nicola Belcari , Elettra Bellinzona , Silvia Biondi , Maria Giuseppina Bisogni , Graziano Bruni , Mirco Caprai , Pietro Carra , Francesca Cavanna , Piergiorgio Cerello , Esther Ciarrocchi , Alberto Clozza , Sofia Colombi , Angelica de Gregorio , Giovanni de Lellis , Alberto del Guerra , Micol de Simoni , Antonia Di Crescenzo , Benedetto Di Ruzza , Marco Donetti , Yunsheng Dong , Marco Durante , Riccardo Faccini , Veronica Ferrero , Emanuele Fiandrini , Christian Finck (1) , Elisa Fiorina , Marta Fischetti , Marco Francesconi , Matteo Franchini , Gaia Franciosini , Giuliana Galati , Luca Galli , Valerio Gentile , Giuseppe Giraudo , Ronja Hetzel , Enzo Iarocci , Maria Ionica , Keida Kanxheri , Christine Kraan Aafke , Chiara La Tessa , Martina Laurenza , Adele Lauria , Ernesto Lopez Torres , Alice Manna , Michela Marafini , Maurizio Massa , Cristian Massimi , Ilaria Mattei , Alessio Mereghetti , Alberto Mengarelli , Andrea Moggi , Maria Cristina Montesi , Maria Cristina Morone , Matteo Morrocchi , Silvia Muraro , Alessandra Pastore , Nadia Pastrone , Vincenzo Patera , Francesca Peverini , Francesco Pennazio , Pisana Placidi , Marco Pullia , Luciano Ramello , Claire-Anne Reidel , Riccardo Ridolfi , Valeria Rosso , Lucia Salvi , Claudio Sanelli , Alessio Sarti , Gabriella Sartorelli , Osamu Sato , Simone Savazzi , Lorenzo Scavarda , Angelo Schiavi , Christoph Schuy , Emanuele Scifoni , Adalberto Sciubba , Alexandre Sécher (1) , Marco Selvi , Leonello Servoli , Gianluigi Silvestre , Mario Sitta , Roberto Spighi , Eleuterio Spiriti , Giancarlo Sportelli , Achim Stahl , Sandro Tomassini , Francesco Tommasino , Marco Toppi , Giacomo Traini , Antonio Trigilio , Giacomo Ubaldi , Valeri Tioukov , Alessandro Valetti , Serena Marta Valle , Marie Vanstalle (1) , Mauro Villa , Ulrich Weber , Roberto Zarrella , Antonio Zoccoli
Andrey Alexandrov
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Behcet Alpat
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Giovanni Ambrosi
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Stefano Argirò
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Diaz Raul Arteche
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Mattia Barbanera
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Serena Marta Valle
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Mauro Villa
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Ulrich Weber
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Roberto Zarrella
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Antonio Zoccoli
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Résumé

The goals of the FOOT (FragmentatiOn Of Target) experiment are to measure the proton double differential fragmentation cross-section on H, C, O targets at beam energies of interest for hadrontherapy (50–250 MeV for protons and 50–400 MeV/u for carbon ions), and also at higher energy, up to 1 GeV/u for radioprotection in space. Given the short range of the fragments, an inverse kinematic approach has been chosen, requiring precise tracking capabilities for charged particles. One of the subsystems designed for the experiment will be the MSD (Microstrip Silicon Detector), consisting of three x-y measurement planes, each one made by two single sided silicon microstrip sensors. In this document, we will present a detailed description of the first MSD prototype assembly, developed by INFN Perugia group and the subsequent characterization of the detector performance. The prototype is a wide area (∼ 100 cm$^{2}$) single sensor, 150 μm thick to reduce material budget and fragmentation probability along the beam path, with 50 μm strip pitch and 2 floating strip readout approach. The pitch adapter to connect strips with the readout channels of the ASIC has been implemented directly on the silicon surface. Beside the interest for the FOOT experiment, the results in terms of cluster signal, signal-to-noise ratio, dynamic range of the readout chips, as well as long-term stability studies in terms of noise, are relevant also for other experiments where the use of thin sensors is crucial.

Dates et versions

hal-03906451 , version 1 (19-12-2022)

Identifiants

Citer

Andrey Alexandrov, Behcet Alpat, Giovanni Ambrosi, Stefano Argirò, Diaz Raul Arteche, et al.. Characterization of 150 μm thick silicon microstrip prototype for the FOOT experiment. Journal of Instrumentation, 2022, 17 (12), pp.P12012. ⟨10.1088/1748-0221/17/12/P12012⟩. ⟨hal-03906451⟩
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