Journal Article PUBDB-2021-03394

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Measurements of sensor radiation damage in the ATLAS inner detector using leakage currents

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2021
Inst. of Physics London

Journal of Instrumentation 16(08), P08025 () [10.1088/1748-0221/16/08/P08025]
 GO

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Report No.: CERN-EP-2021-055; arXiv:2106.09287

Abstract: Non-ionizing energy loss causes bulk damage to the silicon sensors of the ATLAS pixel and strip detectors. This damage has important implications for data-taking operations, charged-particle track reconstruction, detector simulations, and physics analysis. This paper presents simulations and measurements of the leakage current in the ATLAS pixel detector and semiconductor tracker as a function of location in the detector and time, using data collected in Run 1 (2010-2012) and Run 2 (2015-2018) of the Large Hadron Collider. The extracted fluence shows a much stronger |z|-dependence in the innermost layers than is seen in simulation. Furthermore, the overall fluence on the second innermost layer is significantly higher than in simulation, with better agreement in layers at higher radii. These measurements are important for validating the simulation models and can be used in part to justify safety factors for future detector designs and interventions.

Keyword(s): p p: scattering ; p p: colliding beams ; radiation: damage ; detector: design ; detector: pixel ; semiconductor detector: microstrip ; ATLAS ; energy loss ; charged particle ; CERN LHC Coll ; semiconductor ; tracking detector ; safety ; numerical calculations: Monte Carlo ; track data analysis ; experimental results

Classification:

Note: JINST 16 (2021) P08025. 47 pages total, author list starting page 31, 12 figures, 2 tables, submitted to JINST. All figures including auxiliary figures are available at http://atlas.web.cern.ch/Atlas/GROUPS/PHYSICS/PAPERS/IDET-2020-01

Contributing Institute(s):
  1. LHC/ATLAS Experiment (ATLAS)
Research Program(s):
  1. 611 - Fundamental Particles and Forces (POF4-611) (POF4-611)
Experiment(s):
  1. LHC: ATLAS

Appears in the scientific report 2021
Database coverage:
Medline ; Creative Commons Attribution CC BY 4.0 ; OpenAccess ; Clarivate Analytics Master Journal List ; Current Contents - Physical, Chemical and Earth Sciences ; Essential Science Indicators ; IF < 5 ; JCR ; NationallizenzNationallizenz ; SCOPUS ; Science Citation Index Expanded ; Web of Science Core Collection
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