Détecteur à pixels au silicum

Le détecteur à pixels au silicum a vu le jour et été mis en service pour la première fois en 1994 au CERN dans l’expérience Dephi appartenant au LEP. Pour situer cette trouvaille, nous pouvons mentionner quelques autres inventions majeurs : chambre à bulle (1954) ; chambre à fils (1968) ; premier détécteur au Si (Strips) (1980).
Il y a, comme d’autres détecteurs aussi, un fonctionnement plutôt simple et métodique. Tout d’abord, il crée un champ éléctrique dans un milieu semi-conducteur. Par la suite, se trouve une ionisation de ce milieu par les particules à détecter et pour finir une collection d’électrons pour un traitement électronique, pour pouvoir les analyser.
Contraintes :
- Un des côtés positifs est qu’il résiste bien aux radiations, mais ceci peut aussi avoir des effets négatifs sur son fonctionnement.
- Un de ces effets est qu’il y a une obligeance d’augmenter progressivement la tension aux bornes du détecteurs du fait de la perte de la zone permettant la détection des particules (zone de déplétion).
- L’autre effet est l’augmentation du courant de fuite des irradations. Ce courant de fuite est un courant, qui du fait d’une mauvaise isolation, de l’humidité ou de dépôts plus ou moins conducteurs, entraîne une fuite d’irradiation.
- Ces deux effets amènent à une augmentation de la température.
Ceci pour dire que la durée de vie du détecteur dépendra du taux d’irradiation et de la tension maximale que l’on peut atteindre. Cette durée de vie est d’environ 10 ans. C’est pour cela qu’on les refroidit pour tenter de baisser la température du détecteur à une température entre -5° et -10° C.
Ce détecteur a été employé dans l’expérience ATLAS du LHC et est encore aujourd’hui fonctionnel.
Caractéristiques et fonctionnement :
Une galette de silicum peut avoir différents diamètres et peut donc contenir différentes quantités de capteurs. Un capteur contient pour lui seul 8192 pixels et la taille d’un pixel est de 20 µm (à