Highlights From ILC R&D at SCIPP LCWS 2010 Friendship Hotel, - PowerPoint PPT Presentation

Highlights From ILC R&D at SCIPP LCWS 2010 Friendship Hotel, Beijing, PRC March 26-30 2010 Bruce Schumm Santa Cruz Institute for Particle Physics

The SCIPP/UCSC SiLC/SiD GROUP (R&D Participants) �������������� �������� ������������� ��������������� �������"��� ����������� ����������� #������ ����� ������������� ������������ $������ ������� ������������� ��������$�� ������������ #�����%�������� �������!�� Lead Engineer: Ned Spencer Technical Staff: Max Wilder, Forest Martinez-McKinney All participants are mostly working on other things (BaBar, ATLAS, biophysics…) Students: undergrad physics and/or engineering majors at UCSC

Current Areas of Inquiry ���������������������������� � ������������������ � �������������������������������������� � ����������������������� �!������ "���������������������� � ��������� ����������!����������!�����!����� � #�������������������������!������!���� $�� %���������� ���������������!�

Current Areas of Inquiry Cont’d ����!����� � �������������������� � #������������������������������ � &�������'!����������������� $�� %���������� ���������������!�

��������� ���������� ��!������������������

������������������������������������������ 15.0 'Single Channel Model' 14.0 'Five Channel Model: Center Channel' 13.0 12.0 11.0 10.0 9.0 S/N 8.0 7.0 6.0 ~13% Difference At Center Node 5.0 4.0 3.0 2.0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Charge Injection Node

$�������#���������������� ��!!�����(��!��������

)��������!����������������������������������� ��*���������������!���������������������� ��!!���������������+����!����!��������, � ����������������� � $������ ���������-�����*����.���!���/ 0���������!�������� ��!�*���������'!�������� ����������������!���������!�1� � 2�*�*�!!����*������������������������������ �����3��������!��!+������������ �����*����4� � 2�*�����*��������5������������������� �� ���*����4

Standard Form for Readout Noise (Spieler) Parallel Resistance Series Resistance Amplifier Noise (parallel) Amplifier Noise (series) F i and F v are signal shape parameters that can be determined from average scope traces.

CDF L00 Sensor “Snake” CDF L00 strips: 310 Ohms per 7.75cm strip (~3x GLAST) � Long-ladder readout noise dominated by series noise (?) Construct ladder by bonding strips together in “snake” pattern (Sean Crosby) At long shaping-time, bias resistors introduce dominant parallel noise contribution � Sever and replace with custom biasing structure (significant challenge…) Thanks to Sean Crosby and Kelsey Collier, UCSC undergraduate thesis students

Expected Noise for Custom-Biased L00 Ladder Spieler formula suggests that series noise should dominate for ladders of greater than 5 or so sensors.

CDF L00 Sensor “Snake” CDF L00 “Snake” LSTFE1 chip on Readout Board

$�������#�����$���!�� $�!��� ���������������!��3��� ���6�!�����7������� �������8�-��������������������������������� ���������������1 Naïve expectation Expectation with measured shape factors F i , F v Measured (end readout) Measured (center-tap)

������+������������ $����������������!��������������, �����������!+�!�����������'��� �������� �6�������-���*����������������������� �����!����������6���������4/ $��������������������!��-7����������8/, #���������������������������-9:;</����� !�����������*��������������������������� =�!!��6�!����*����������������!�����>

CURVATURE RECONSTRUCTION PERFORMANCE ?1 ��������*��������"����������������������!�� *�����*���������������������, � ������������@������������������������� �������!������������6��!����� � �����������0�!!������!��!������- LCDTRK �������/ :1 A�!+��������*�����!!��A��-B�C�������B���� !�+���/���������������1 D1 $�@�����E��� θ E�F�;1B &�6��������@.@'������B;;�����?;;;�"�C3����� ����!������B;;�"�CG��!�����������!�������

CURVATURE ERROR vs. CURVATURE "����������� SiD02 Detector Model ����$����!��!������-��� '��������������/

Results for Stiff, Central Tracks ������������ σ � .�3����������� µ 3 π *�����%?;;� "�C�����E��� θ E�F�;1B�*������ µ µ µ µ π π π π ����$����� ����� ����� $������!���� ����� ����� �A��$���!� �������������� � ��!���������-������$��H�������!1/�!������������ �� �!��������!������!����������

����������������A$�$I���)&&($J � ��������� ����������!������9K���-����?;��� !�����/ � $���!����������*�������������'+������� ����������!��� � #��*��������������+����������������������� �������� µ ����������!�������� � �����������������+��������������������� � ��!!�����!��������� ����������!��������+� ����+���'��������5��� � ����� ������*���� ��!������!���4