Caratterizzazione di rivelatori al silicio per la qualificazione di fasci terapeutici

L'utilizzo di particelle cariche nel trattamento di alcuni tumori è una tecnica che presenta notevoli vantaggi rispetto alla radioterapia convenzionale. Nella terapia adronica è necessario monitorare il fascio di particelle e la dose da esso rilasciata; per fare ciò si utilizzano camere a ionizzazione, le quali però presentano alcuni svantaggi come la lunghezza dei tempi di risposta e la bassa sensibilità. Per far fronte a questi problemi si è iniziato a impiegare sensori allo stato solido, più precisamente rivelatori al silicio. Questi sensori si basano sul drogaggio del silicio e sulla realizzazione di giunzioni p-n alle quali poi è applicata una polarizzazione inversa di modo che si crei una zona di svuotamento. Si può, inoltre, ottenere un guadagno attraverso l'aggiunta di un sottile strato drogato p sotto lo strato n; questi ultimi rivelatori si dicono Low Gain Avalanche Diode (LGAD) ed è su questi che si è concentrata l'attività di caratterizzazione in laboratorio. Il setup utilizzato è una probe station attraverso la quale si sono effettuate le misure di capacità e intensità di corrente in funzione della tensione applicata. Da queste caratterizzazioni si possono ricavare informazioni riguardo alla tensione di svuotamento, il guadagno del sensore, la densità di drogaggio dello strato di guadagno e la risposta di questi rivelatori se irraggiati con protoni o neutroni a diverse fluenze.