Thesis (Selection of subject)Thesis (Selection of subject)(version: 368)
Thesis details
   Login via CAS
Simulace a měření mikrokanálkového fotonásobiče (MCP-PMT) ošetřeného depozicí ochranné atomové vrstvy (ALD)
Thesis title in Czech: Simulace a měření mikrokanálkového fotonásobiče (MCP-PMT) ošetřeného depozicí ochranné atomové vrstvy (ALD)
Thesis title in English: Simulation and measurement of microchannel photomultiplier (MCP-PMT) treated by deposition of a protective atomic layer (ALD)
Key words: mikrokanálkový fotonásobič|MCP-PMT|depozice atomové vrstvy|simulace
English key words: MCP-PMT|microchannel plate photomultiplier|atomic layer depozition|simulation
Academic year of topic announcement: 2021/2022
Thesis type: diploma thesis
Thesis language: čeština
Department: Institute of Particle and Nuclear Physics (32-UCJF)
Supervisor: Mgr. Tomáš Sýkora, Ph.D.
Author: Mgr. Jakub Bucko - assigned and confirmed by the Study Dept.
Date of registration: 22.11.2021
Date of assignment: 22.11.2021
Confirmed by Study dept. on: 11.04.2023
Date and time of defence: 07.09.2023 09:00
Date of electronic submission:20.07.2023
Date of submission of printed version:20.07.2023
Date of proceeded defence: 07.09.2023
Opponents: doc. Vjaceslav Georgiev
 
 
 
Guidelines
Situace: V současné době je již naprosto zřejmé, že časové detektory budou tvořit zásadní komponentu v dalším rozvoji detekčních zařízení, a to nejen ve fyzice vysokých energií [1]. Mikrokanálkový fotonásobič, Micro Channel Plate PhotoMulTiplier (MCP-PMT) [2] je velmi rychlý (a velmi drahý) fotonásobič s rozmanitým využitím a časový detektor na něm založený představuje v současnosti to nejlepší, z pohledu časového rozlišení, co existuje [3]. Kromě toho, že je jeho odezva velmi rychlá, je tato odezva také dosti odolná (v dostatečném rozsahu neměnící se) vůči magnetickému poli [4].
MCP-PMT je použit v řadě současných či připravovaných detektorů času letu (ToF, Time of Flight) [5]. Otevřeným (tj. zatím nikým nevyřešeným) problémem je snižování zisku (gain) těch MCP-PMT, které byly “ošetřeny“ pomocí depozice ochranné atomové vrstvy, ALD (Atomic Layer Deposition), a to ve ve srovnání s MCP-PMT bez ALD [6]. Existují hypotézy a částečné modely [7], jak k poklesu zisku dochází, ale kompletní modely fotonásobiče s MCP-PMT nikoliv.
Cíl práce: Pokus o sestrojení modelu MCP-PMT je cílem práce, v jejímž průběhu se student(ka) seznámí s konstrukcí MCP-PMT, získá přístup k datům i možnost si nová data naměřit (či požádat o nová měření). Student(ka) aktivně využije znalosti fyziky (Maxwelovy rovnice, tunelový efekt), matematiky (řešení rovnic modelu) i informatiky (simulace), které získal(a) během dosavadního studia.
Pochopení problému může značně urychlit vývoj nového typu MCP-PMT pro vysoké opakovací frekvence signálu (> 20 MHz) [např. na LHC] a ušetřit řadu laboratorních pokusů.
References
[1] WORKSHOP ON PICO-SECOND TIMING DETECTORS FOR PHYSICS (9-11 September 2021): Contribution List · Indico (cern.ch)
[2] například PHOTOMULTIPLIER TUBES Basics and Applications, Hamamatsu, http://www.bgu.ac.il/~glevi/website/Guides/pmt_handbook_complete.pdf, kap. 4
[3] Sykora T., The ATLAS Forward Proton Time-of-Flight detector: results, experiences and plans, https://indico.cern.ch/event/861104/contributions/4503087/attachments/2307410/3925632/Zurich_2021_ts_AFP_ToF_final.pdf
[4] Hattawy M., Xie J., Chiu M., Demarteau M., Hafidi K., May E., Repond J., Wagner R., Xia L., Zorn C.,
Characteristics of fast timing MCP-PMTs in magnetic fields, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Volume 929, 2019, Pages 84-89, ISSN 0168-9002, https://doi.org/10.1016/j.nima.2019.03.045. https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900219303535)
[5] Va'vra J., High precision time measurements in future experiments, https://arxiv.org/abs/1906.11322v4
[6] Melikyan, Y., Sykora T., at al., Load capacity and recovery behaviour of ALD-coated MCP-PMTs, NIM A, Volume 949, 1 January 2020, 162854
[7] Guo L., Xin L., Li L., Gou Y., Sai X., Li S., Liu H., Xu X., Liu B., Gao G., He K., Zhang M., Qu Y., Xue Y., Wang X., Chen P., Tian J., Effects of secondary electron emission yield properties on gain and timing performance of ALD-coated MCP, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment, Volume 1005, 2021, p. 165369, ISSN 0168-9002, https://doi.org/10.1016/j.nima.2021.165369. (https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0168900221003533)
 
Charles University | Information system of Charles University | http://www.cuni.cz/UKEN-329.html