Sobre el módulo
Los sensores semiconductores son la tecnología dominante en detectores de vértices y trazas de experimentos de física de altas energías, como los que operan en el Gran Colisionador de Hadrones (LHC). También son fundamentales para las actualizaciones del LHC de alta luminosidad y para futuros colisionadores. El curso conecta principios físicos con experimentos que involucran dispositivos, datos y herramientas de simulación utilizadas por la comunidad científica.
Los participantes estudiarán física de semiconductores aplicada a la detección de radiación ionizante; investigarán arquitecturas planares, de tiras, píxeles híbridos, LGAD y CMOS monolítico (MAPS); simularán campos eléctricos, ionización y colección de carga; realizarán caracterización eléctrica, pruebas con fuentes radiactivas y medidas mediante la técnica de corriente transitoria (TCT); discutirán daño por radiación y electrónica frontal; y analizarán datos experimentales con Python.
Temario
- Introducción a la física experimental de partículas, detectores de trazas y sistemas detectores semiconductores.
- Interacción de partículas y radiación con la materia.
- Física de semiconductores: estructura de bandas, dopaje, uniones p–n y regiones de agotamiento.
- Curvas I–V y C–V.
- Formación y propagación de señales: teorema de Ramo–Shockley, deriva y difusión de portadores y movilidad.
- Tecnologías de dispositivos: sensores planares, de tiras, píxeles híbridos, LGAD y MAPS.
- Introducción a la electrónica de procesamiento de señales.
- Simulación numérica de campos eléctricos, ionización y colección de carga.
- Técnica de corriente transitoria basada en láser (TCT).
- Daño por radiación.
Requisitos previos
Formación recomendada: electromagnetismo, introducción a la física del estado sólido —incluidas bandas de energía y semiconductores—, circuitos eléctricos básicos e introducción a la física de partículas.
Bibliografía
- W. R. Leo, Techniques for Nuclear and Particle Physics Experiments.
- G. F. Knoll, Radiation Detection and Measurement.
- R. F. Pierret, Semiconductor Device Fundamentals.
- H. Spieler, Semiconductor Detector Systems.