Neste trabalho, construímos um novo e versátil forno de crescimento de cristais pela técnica de Bridgman, o qual pode operar em temperaturas de até 2000 °C em alto-vácuo ou atmosferas inertes. Visto que o problema mais importante após o crescimento de um cristal por esta técnica é a aderência entre o mesmo e as paredes do caidinho, construímos também um sistema para tratamento do material de partida que eliminou este fenômeno. Este procedimento permitiu a obtenção de monocristais cilíndricos de NaI(Tl) transparentes, com alta qualidade e com cerca de 60 mm de comprimento e diâmetro de 20 mm. Utilizando a técnica de Czochralski, crescemos também vários monocristais cilíndricos transparentes de NAI(Tl) com comprimentos de 50 mm e diâmetros de 30 mm. Descrevemos também um método para eliminar o excesso de iodo dissolvido na fase líquida durante o processo de crescimento do cristal. Medidas de absorção ótica realizadas com os cristais de NAI(Tl) à temperatura ambiente e do nitrogênio líquido, mostram bandas de absorção características do Tálio próximas de 304, 291, 257, 249 e 236 nm. Através da relação entre a densidade ótica da banda de absorção em 304 nm e a concentração de tálio, estimamos o perfil da concentração deste elemento ao longo de um cristal crescido por Cz e por Bridgman. Através de espectroscopia de fluorescência encontramos, à temperatura ambiente, uma banda de emissão centrada em 425 nm. Protótipos de detetores foram construídos para avaliar as resoluções de energia dos monocristais crescidos pelos métodos de Bridgman e Czochralski. A performance dos detetores também foi analisada / In this work we constructed a new versatile Bridgman crystal growth furnace that can operate to 2.000 °C in high vacuum or in inert atmospheres. Since the most important post-growth problem in this technique is related with the adherence between crystal-crucible, we also developed an initial materials-treatment system that could prevent this phenomenon, by previously saturating with HI gas. These procedures allowed us to get clear and high quality NaI(Tl) cylindric single crystals up to 60mm length and 20mm diameter. Using the Czochralski technique, we also grew several clear NaI(Tl) single crystals with dimensions up to 50 mm length and 30 mm diameter. A method to prevent the excess of Iodine in the liquid phase during the crystal growth process is also described. Optical absorption measurements in NaI(Tl) single crystals, at room and liquid nitrogen temperatures, show characteristic Thallium bands near 304, 291, 257, 249 and 236 nm. Through the relationship between optical density of the absorption band at 304 nm and Thallium concentration, we could estimate the concentration profile through the entire crystal, grown by each method: Bridgman and Czochralski. By fluorescence spectroscopy we also find, at room temperature, one emission band near to 425 nm. Radiation detector prototypes were developed to evaluate the energy resolution of the single crystals grown by Bridgman and Czochralski methods. The performance of the radiation detectors is also analyzed

Neste trabalho, construímos um novo e versátil forno de crescimento de cristais pela técnica de Bridgman, o qual pode operar em temperaturas de até 2000 °C em alto-vácuo ou atmosferas inertes. Visto que o problema mais importante após o crescimento de um cristal por esta técnica é a aderência entre o mesmo e as paredes do caidinho, construímos também um sistema para tratamento do material de partida que eliminou este fenômeno. Este procedimento permitiu a obtenção de monocristais cilíndricos de NaI(Tl) transparentes, com alta qualidade e com cerca de 60 mm de comprimento e diâmetro de 20 mm. Utilizando a técnica de Czochralski, crescemos também vários monocristais cilíndricos transparentes de NAI(Tl) com comprimentos de 50 mm e diâmetros de 30 mm. Descrevemos também um método para eliminar o excesso de iodo dissolvido na fase líquida durante o processo de crescimento do cristal. Medidas de absorção ótica realizadas com os cristais de NAI(Tl) à temperatura ambiente e do nitrogênio líquido, mostram bandas de absorção características do Tálio próximas de 304, 291, 257, 249 e 236 nm. Através da relação entre a densidade ótica da banda de absorção em 304 nm e a concentração de tálio, estimamos o perfil da concentração deste elemento ao longo de um cristal crescido por Cz e por Bridgman. Através de espectroscopia de fluorescência encontramos, à temperatura ambiente, uma banda de emissão centrada em 425 nm. Protótipos de detetores foram construídos para avaliar as resoluções de energia dos monocristais crescidos pelos métodos de Bridgman e Czochralski. A performance dos detetores também foi analisada / In this work we constructed a new versatile Bridgman crystal growth furnace that can operate to 2.000 °C in high vacuum or in inert atmospheres. Since the most important post-growth problem in this technique is related with the adherence between crystal-crucible, we also developed an initial materials-treatment system that could prevent this phenomenon, by previously saturating with HI gas. These procedures allowed us to get clear and high quality NaI(Tl) cylindric single crystals up to 60mm length and 20mm diameter. Using the Czochralski technique, we also grew several clear NaI(Tl) single crystals with dimensions up to 50 mm length and 30 mm diameter. A method to prevent the excess of Iodine in the liquid phase during the crystal growth process is also described. Optical absorption measurements in NaI(Tl) single crystals, at room and liquid nitrogen temperatures, show characteristic Thallium bands near 304, 291, 257, 249 and 236 nm. Through the relationship between optical density of the absorption band at 304 nm and Thallium concentration, we could estimate the concentration profile through the entire crystal, grown by each method: Bridgman and Czochralski. By fluorescence spectroscopy we also find, at room temperature, one emission band near to 425 nm. Radiation detector prototypes were developed to evaluate the energy resolution of the single crystals grown by Bridgman and Czochralski methods. The performance of the radiation detectors is also analyzed

Orientador: José Antonio Siqueira Dias / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-22T02:05:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guimaraes_HomeroLuz_D.pdf: 8320554 bytes, checksum: cbec86ea8c9ee3ad275baa5f37860192 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os experimentos em Física de alta energia tem se beneficiado enormemente do progresso alcançado na área de Microeletrônica, pois isto tem proporcionado a criação de detectores mais acurados e circuitos de processamento de sinais analógico/digitais cada vez mais rápidos e precisos. A redução no comprimento mínimo de canal dos processos CMOS além de proporcionar maior velocidade e precisão também reduz a área usada por cada canal, o que permite a implementação de mais canais numa mesma pastilha. Com um numero maior de canais por pastilha, com um mesmo numero de chips podemos programar um numero maior de canais do que anteriormente possível e com isso os físicos podem realizar uma reconstrução da trajetória de maneira mais precisa. Este Trabalho descreve uma proposta para o Trigger de nível zero baseando-se nas especificações disponíveis do Experimento Dzero no Fermi National Accelerator Laboraty (FERMILAB). Este trabalho descreve o projeto e implementação de um front-end analógico que detecta a carga provida pelo VLPC (detector luminoso usado no Dzero) seguida por um comparador de alta velocidade que fornece um nível lógico para um processador digital. O processador digital por sua vez usa uma arquitetura de processadores paralelos que, comunicando-se entre si são capazes de estimar a trajetória de partículas baseando-se em dados inicias programados a partir de simulações do detector feitas em computadores pelos Físicos. Tanto o bloco analógico quanto o processador digital foram implementados usando-se o processo CMOS90 da IBM / Abstract: The experiments in high-energy physics has benefited greatly from the progress made in the area of Microelectronics, since it has provided the creation of more accurate detectors and analog / digital signal processing circuits that are increasingly fast and accurate. The reduction in the minimum length of the channel in modern CMOS processes while providing greater speed and precision also reduces the area used by each channel, which enables the implementation of more channels on the same chip. With a larger number of channels per chip, we can with the same number of chips implement a larger number of channels than previously possible and with that physicists can perform a reconstruction of the trajectory more accurately. This work describes a proposal for a Trigger level zero based on the available specifications of the DZero experiment at the Fermi National Accelerator Laboraty (FERMILAB). In the following pages the design and implementation of an analog front-end that detects the charge provided by the VLPC detector followed by a high-speed comparator that provides a logical level to a digital processor are described. The digital processor in turn uses an architecture of parallel processors that communicate with each other are able in order to estimate the trajectory of particles based on initial data loaded in RAM based on simulations of the detector geometry made by physicists. Both the analog block and the digital processor are implemented using the IBM CMOS90 process / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Julio Cesar Hadler Neto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-15T08:30:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_OsvaldoLuizdosSantos_M.pdf: 6453293 bytes, checksum: 6ae2b987d494a6587014b4c55b607120 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Neste trabalho foi realizado estudo comparativo entre as respostas de três monitores, o NRPB, o monitor de acrílico (geometria filme fino) e o monitor de alumínio (geometria filme fino), em exposições controladas e mistas. As exposições consistiram em colocar os monitores em uma campânula com uma fonte de rádio-226 interna. Os detectores CR-39 analisados foram todos internos aos monitores. Foi concluido que os monitores em geometria de filme fino forneceram atividades da ordem de 15% inferior ao NRPB. Todos os monitores responderam da mesma forma, quando em ambiente controlado. E em relação ao tipo de material, plástico condutor ou plástico dielétrico, do NRPB, responderam da mesma maneira, em ambientes sem ventilação. O monitor confeccionado com material condutor responde da mesma forma que aquele confeccionado com material dielétrico / Abstract: This work was a comparative study between the responses of three monitors, the NRPB, an acrylic monitor (in thin film geometry) and the aluminum monitor (also thin film geometry) in controled and mixed environment. The experiments consisted on placing the monitors in a plastic tube, with a radio-226 source internal. Only internal CR-39 plastic detectors were analyzed in this work. It was found that the monitors in thin film geometry had activities response of approximately 15% less than the NRPB monitors. All monitors responded the same way when in controlled environment. Related to the type of material, conductive plastic or dielectric (insulator) plastic, the NRPB, in environments without ventilation, responded in the same way / Mestrado / Física Nuclear / Mestre em Física