DETECTEURS 2 D POUR XFEL XFEL problmes spcifiques

DETECTEURS 2 D POUR XFEL • XFEL, problèmes spécifiques pour les détecteurs • Detector Advisory Committee (XDAC) • Projets sélectionnés Développement de détecteurs à pixels hybrides pour les synchrotrons européens et XFEL dans le cadre de I 3/ELISA (FP 7) • JRA 19 -HIZPAD • Network DINERS Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 1

XFEL • 3000 bunches par train (1012 ph/bunch) Intégration • Qcq centaines d’images par train de bunches Stockage dans les pixels Possibilité de sortir les données des pixels entre les trains de bunches Aux petits angles, en moyenne 104 ph/pix par bunch peut atteindre 105 ph/pix sur certains pixels À 12 ke. V => 3. 108 e-trous par bunch Problème de charge d’espace Radiations: 104 ph/pix par bunch ~ 1 GGy (100 GRad) pour 3 ans. Problème de résistance aux radiations Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 2

XFEL 2 D detector XDAC WP-75 (H. Graafsma) Detector Development: 2 D et Streak-camera Detector Advisory Commity (XDAC): Peter Siddons NSLS/BNL – Brookhaven Chairman Nigel Allison University of Sheffield Niels van Bakel SLAC - Stanford Michael Campbell CERN - Geneva Pierre Delpierre IN 2 P 3 – Marseille (jusqu’en mai 2007) Pablo Fajardo ESRF - Grenoble Karl-Tasso Knöpfle MPI-K, Heidelberg Paul O’Connor NSLS/BNL - Brookhaven Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 3

Les 6 projets proposés (3 seront financés, 2009 -20011) Classé par le XDAC Projets accepté 1) P 5 - Pixel Array Detector (HPAD) (Desy-PSI-Univ. Bonn-Univ. Hamburg) Détecteur à pixels hybrides classique 2 a) P 2 - LSDD: Linear silicon drift détector ( MPI-Desy-IHP-Mannheim-Siegen-Politecnico. Milano-PNsensor) 0, 1 ke. V mais problème de charges d’espace Devenu DEPFET Active Pixel Sensor => encours d’évaluation 2 b) P 4 -CCLR Large Pixel Detector (CCLR-RAL), Grands pixels, détecteur éloigné Projets refusé 4) P 1 - Depleted, back illuminated CCD (MPI-Desy-Siegen) 5) P 3 -Ga. As and Si detectors with CMOS readout chip (Mid, Sweden; Univ. -CERN-Oxford. Inst. Analytical-VTT-Czech. tech. Unniv) 6) P 6 - Sans titre (Dr Jules Hendrix, Marresearch), sélénium sur un wafer 8 pouces complet Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 4

Hybrid Pixel Array Detector (HPAD) Pilatus like design Pixels de 200 x 500 µm Détecteur plat 220 mm Slides H. Graafsma for the European XFEL Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 5

Hybrid Pixel Array Detector (HPAD) Stockage de 400 à 1000 images dans les pixels Slides H. Graafsma for the European XFEL Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 6

Large Pixel Detector (LPD) Slides H. Graafsma for the European XFEL Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 7

Large Pixel Detector (LPD) Pixels plus gros, dimensions plus grande, détecteur plus éloigné => meilleure tenue aux radiations Slides H. Graafsma for the European XFEL Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 8

Large Pixel Detector (LPD) Assemblage en tuiles Slides H. Graafsma for the European XFEL Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 9

DEPFET Active Pixel Sensor , technology IBM 0. 13 µm Slides H. Graafsma for the European XFEL Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 10

DEPFET Active Pixel Sensor Pixels 200 x 200 µm 2 Mélange des techniques DELPHI (notre technique, liaison chip-flex via le capteur Si) et ATLAS (ladder) avec le DEPFET du MPI (seuil très bas) Slides H. Graafsma for the European XFEL Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 11

2 D détecteurs pour XFEL Possibilités de participation du CNRS ? Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 12

Détecteurs à pixels hybrides pour les synchrotrons et XFEL réunions (2004 -2008) des représentants des groupes détecteurs de divers synchrotrons européens intéressée aux développement des détecteurs à pixels hybrides Demande de création de JRA’s pour le développement de détecteur dans le cadre de I 3 (Integrated Infrastructure Initiative) du FP 6 devenu ELISA (European Light Source Activity) pour le FP 7 • Sensor improvement for pixel detectors • Infrastructure for the exploitation of existing detectors • APD • DAQ standard interface Pb ELISA coupure importante des crédits ØUn seul JRA : HIZPAD ØUn réseau d’activités des utilisateurs des sources synchrotrons et XFEL: DINERS Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 13

HIZPAD JRA 19 (ELISA), HIZPAD/ High-Z semiconductor Sensors for Hybrid Pixel Detectors ESRF, ALBA, CPPM, CRG-D 2 AM, DESY, DIAMOND, ELETTRA, PSI, SOLEIL, STFC, U. of Surrey, U. of Freiburg SP 0 : Project coordination (Cyril Ponchut, ESRF) SP 1 : Survey of existing high-Z pixel detectors (coordinator : S. Hustache, SOLEIL) SP 2 : Materials and sensors (coordinator : M. Fiederle, University of Freiburg) SP 3. Hybridizations (coordinator : P. Seller, STFC) SP 4. Demonstrators integration (coordinator : JC. Clemens, CNRS/IN 2 P 3/CPPM) SP 5. Detectors evaluations and tests (coordinator : JF. Bérar, CNRS /CRG-D 2 AM) 2008: revue des détecteurs HZ existants, préparation 2009: choix des matériaux (As. Ga, Cd. Te, Cd. Zn. Te), métallisation, production, 2010: fabrications des matériaux et des circuits, hybridisation (Pilatus, XPAD, Medipix) 2011: Fabrication de modules et évaluation sur les 7 synchrotrons Budget: total 1 M€, Contribution Elisa demandée 750 k€, Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 14

DINERS Detectors Improvement Network for European Radiation Sources DINERS Network 1 (Detector) representative per ELISA member DINERS Management Board (3 people) Advisory Board Non-ELISA Detector Groups (CNRS, suppliers) Coordinator (DESY) + 2 other members Task 2 Task 3 Task 4 Task 3 Creation of platform and tools Exchange of staff Creation of European Detector Roadmap Organization of 4 topical workshops Détecteteurs pour sources RX intenses, 2 octobre 2008 P. delpierre, delpierre@cppm. in 2 p 3. fr 15