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Progresso em GEMs de área ampla 12ª Conferência de Viena sobre Instrumentação VCI 2018 15 20 de fevereiro de 2018, Viena Marco Villa, Matteo Alfonsi, Ian Brock, Apresentação sobre o tema: Progresso em GEMs de Área Grande 12ª Conferência de Viena sobre Instrumentação VCI 2018 15 20 de fevereiro de 2018, Viena Marco Villa, Matteo Alfonsi, Ian Brock, Transcrição de apresentação: 1 Progresso em GEM de área ampla 12ª Conferência de Viena sobre Instrumentação VCI 20 de fevereiro de 2018, Viena 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 Multiplicadores de eletrômetro de gás Aplicações GEM Motivação para GEMs de área grande Fotolitografia de máscara única Melhorando a gravura de poliimida Melhorando a gravura de cobre inferior Splicing GEMs Esticando áreas grandes GEMs Manipulação de GEMs de área grande Simulando GEMs Otimizando a geometria do furo Compreendendo o carregamento Perspectivas das conclusões 3 Multiplicadores de gás eletrônico GEM prope RTS: sinal de elétron rápido, nenhuma cauda de iões Estrutura de amplificação independente da leitura Material flexível permite geometrias não planas Possibilidade de cascata GEMs em cascata reduz a probabilidade de descarga 4 aplicações GEM (1) COMPASS (NIM A 577 (2007) 455) rastreamento para experimento de destino fixo: 31 x 31 cm 2 área ativa Leitura de faixa XY Resolução espacial 46 m Capacidade de taxa requerida 150 kHzcm 2 LHCb (2008 JINST 3 S08005) desencadeamento de muão para frente: área de 24 x 20 cm 2 Leitura de almofada Capacidade de taxa requerida 500 kHzcm 2 TOTEM (JINST 3 S08007 , 2008) rastreamento e acionador direto: 30 cm de diâmetro Leitura de fita e almofada combinada Capacidade de taxa requerida 5 Aplicações GEM (2) GEM cilíndrico para NA49: Cobertura cilíndrica tripla do detector GEM Baseada em 31 x 31 cm 2 Folhas COMPASS GEM Leitura cartesiana 2D com 400 M passo de inclinação APV25 eletrônica de leitura eletrônica verdadeiramente esférica GEM para difractometria de raio X: o intervalo de conversão esférico dá erro de paralaxe zero GEM formado a partir de uma folha planar Formando em Molde esférico com 20 kg de peso aplicado Temperatura 350 C por cerca de 24 horas Caixa cônica no espaço de conversão Espaçadores curvos para manter espaçamento preciso Leitura planar ou esférica 6 Motivação para GEMs de área grande (1) Atualização do TOTEM T1: 2 telescópios constituídos de volta para Discos traseiros Cada disco contém 5 câmaras A sobreposição da câmara permite o raio do disco ajustável Câmaras triplas GEM com 2000 cm 2 área ativa Câmaras baseadas em folhas GEM 66 x 66 cm 2 Grande área conseguida emendando 2 GEMs juntos Rastreador interno KLOE2 (veja E. De Lucia) : Detector triangular cilíndrico GEM GEMs 96 x 35,2 cm 2 área ativa Extensão grande alcançada 3 GEMs sem espaçadores entre folhas GEM Catódromo cilíndrico com flanges de suporte de fibra de vidro anulares 8 Inovações tecnológicas 1. A fotolitografia de máscara dupla introduz erros de alinhamento Use máscara única 2. Matéria-prima É apenas 457 mm de largura Splice GEM em folha juntas 3. O alongamento da GEM torna-se problemático Soluções 4. O manuseio da GEM fica difícil Nova ferramenta G e máquinas 9 Máscara dupla versus máscara única Fotolitografia de máscara dupla Fotolitografia de máscara única Folha de kapton de 50 m Revestimento de cobre de 5 m em ambos os lados Revestimento fotossensível, mascaramento, exposição Desenvolvimento fotossensível, gravura em cobre Gravura a quente Kapton Gravação metálica Segundo mascaramento, exposição Desenvolvimento, corrosão, Limpeza final 10 Criação do padrão GEM 1 Laminação fotossensível: Material base entregue em rolos de 457 mm x 100 m. Parte do material base é laminada com fotorresis Laminação realizada sob pressão a 100 110 C Importante para evitar a formação de bolhas de ar 2 Exposição: Máscara mantida No local por sistema de vácuo UV polimeriza fotossistráfica não esmagada Importante para sintonizar a quantidade de luz 3 Desenvolvimento de fotossensibilidade: GEM colocado em um forno a 100 ° C durante alguns minutos Enxaguamento de carbonato de sódio remove fotorresistência não polimerizada 1 2 3 11 Gravura dos orifícios no GEM Gravação do eletrodo de cobre superior: cloreto férrico e enxaguamento de ácido clorídrico criam o padrão de furo no topo Eléctrodo de cobre O banho básico remove a camada de cromo nos buracos Neutralização necessária Remoção de fotossensibilidade: Etanol usado para remover a fotorresistência Gravura em poliimida: Combinando quimicas de gravura isotrópica e anisotrópica, pode-se encontrar furos íngremes Orifícios de Kapton formam a máscara para gravação de cobre inferior O perfil de Kapton será finamente Sintonizado em uma fase posterior Hidróxido de potássio (KOH) isotrópico Etilenodiamina anisotrópica 12 Gravura na camada de cobre inferior Gravura a partir do fundo Gravura a partir da parte superior, usando os orifícios na poliimida como máscara Persulfato de amônio produz variações de espessura de cobre em grandes áreas ganho de não homogeneidade Ácido cromático Produz um protótipo GEM mais homogêneo e corrosivo para o TOTEM T1 produzido com esta técnica. O ataque químico de cobre é um rebordo isotrópico em torno dos orifícios. Obtenha deterioração da estabilidade. Possível reduzir o rebordo diminuindo a espessura do cobre antes de gravar os orifícios. 13 GEMs de junção. O material base é apenas 457 mm. Ampla Possível aumentar Largura por empalme de GEMs Cobra de kapton de 2 mm de largura nas bordas de GEM Pressionado e aquecido até 240 C A costura é plana, regular, mecânica e dielétrica forte Varredura de taxa com raio Xray colimado de 0,5 mm Comporta normalmente até a costura O desempenho do resto do GEM é Não afetado 14 Esticão e manipulação GEMs Esticão: expansão térmica de uma moldura de plexiglass pode ser explorada para alongamento de folhas Banco de alongamento com células de carga conectadas a medidores Manipulação: algumas das etapas de fabricação ocorrem em banhos químicos de dimensões finitas. Um portfólio de aço inoxidável dobrável permite manipulação Folhas GEM de até 200 x 50 cm 2 A tecnologia de máscara única é adequada para a produção em massa com equipamento roll-roll CERN INFN LNF 15 Produção do protótipo TOTEM T1 Enquadramento das folhas em fatias 2 Fazendo o plano base do favo de mel e a cobertura superior 3 Colocando o cátodo na Quadro de favo de mel 4 Montagem final de todos os quadros 5 Protótipo montado 16 Desempenho do protótipo TOTEM T1 Boa estanqueação ao gás e h Estabilidade de tensão de alta Ganho menor do que padrão (dupla máscara) GEM, conforme esperado do diâmetro mais largo do furo A forma do furo pode ser ajustada alterando a composição da química de corrosão Resolução de energia 22.4 FWHMpeque para radiografias de Cu em Ar: CO 2 70:30 17 Melhorando A gravura de cobre Para não criar a borda: laminar uma camada de fotorresistência no eletrodo inferior Aplicar 3 V DC ao elétrodo superior cobre torna-se inerte para a solução de corrosão Etch o cobre inferior com ácido crômico usando os orifícios de poliimida como máscara Voltar Para a formação de aguardente de poliimida durante 30 s para obter furos quase cilíndricos Perfil de furo quase cilíndrico na poliimida Orifícios perfeitamente definidos nos eletrodos superior e inferior Tensão de saída no ar (650 40) V A limpeza da GEM garante boa robustez contra as faíscas 81 m 69 m 18 Máscara única GEM desempenho Double GEM 10 x 10 cm 2 área ativa Gap D 4,2 mm, intervalo gap T 2.2 EDITOR 2 kVcm, EI 3 kVcm Medições realizadas em Ar: CO 2 Tubo de radiografia de CO 70:30 (K 8,04 keV, K 8,9 keV ) Ma X. Ganho V GEM 435 V poucos 10 4 std GEM Energia res FWHMpeak 20 std GEM Carga rápida (14 4) s 30 min std GEM Carga muito pequena 4 19 Efeitos da forma do furo de simulação 95 55 m 55 55 m 55 95 m 955585557555655555555565557555855595 Forma do furo Pode ser ajustada alterando a composição da química química. Possibilidade de escolher a forma ideal de acordo com a aplicação. Simulação de linhas de campo elétrico para geometrias diferentes. Simulação do ponto final eletrônico em função da geometria. 20 Simulando o tempo de carregamento 0 s Tempo 4 s Deposição Das cargas elétricas na poliimida desempenha um papel importante no comportamento do GEM Simulação bem sucedida do fluxo de elétrons em um GEM padrão sem ganho. Os elétrons criados aleatoriamente acima do GEM Os elétrons derivaram e o ponto final gravado Geração do novo mapa de campo com cobranças depositadas 21 Conclusões outlooks The A técnica de máscara única provou ser uma tecnologia de fabricação válida para GEMs. Foi possível construir um triplo de tamanho grande E GEM de 2000 cm 2 área ativa que foi testada com sucesso Os refinamentos recentes do método de produção dão um melhor controle sobre a forma do furo. A técnica oferece vantagens atraentes para a produção de grande área e grande escala. Os parâmetros de furos estão em estudo e o processo de otimização está em andamento 23 Melhorando a gravura de cobre Para não criar a jante: laminar uma camada de fotorresistência no eletrodo inferior Cubra o eletrodo superior com ouro ou lata por deposição galvânica. Etch o cobre inferior com ácido crômico usando os orifícios de poliimida como máscara. Tira a camada de fotorresistência , Deixe a camada de proteção superior. Os orifícios no fundo parecem estar bem definidos. Difícil de obter boa hermeticidade da camada de proteção superior. A menor delaminação entre o cobre e o kapton leva à submersão de cobre. O ouro permanece acima do aumento de cobre submerso. Prova de faísca. Precisa de mais eficiente. Maneira de proteger o eletrodo superior 91 m 64 mA Abordagem simplificada para calcular Volatilidade Complete o nosso Call Back Form ou Calcula-nos no 01293 550 400. White Label eBook Editor aproveita o poder do marketing on-line para criar poderosas capas de eBook que irão lidar com pessoal, recrutamento, gerenciamento de projetos. Aproch itu saja informasi bisa ocim blog berikan pada kesempatan Simplifieed ini, mudah-mudahan X Factor Indonésia berikutnya bisa terjadi kejutan lebih meriah kembali Uma abordagem simplificada para calcular a volatilidade menghibur semua pemirsa dimana saja. 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