Characterization of 150?m thick silicon microstrip prototype for the FOOT experiment

Andrey Alexandrov; Behcet Alpat; Giovanni Ambrosi; Stefano Argiro; Diaz Raul Arteche; Mattia Barbanera; Nazar Bartosik; Giuseppe Battistoni; Nicola Belcari; Elettra Bellinzona; Silvia Biondi; Maria Giuseppina Bisogni; Graziano Bruni; Mirco Caprai; Pietro Carra; Francesca Cavanna; Piergiorgio Cerello; Esther Ciarrocchi; Alberto Clozza; Sofia Colombi; Angelica de Gregorio; Giovanni de Lellis; Alberto del Guerra; Micol de Simoni; Antonia Di Crescenzo; Benedetto Di Ruzza; Marco Donetti; Yunsheng Dong; Marco Durante; Riccardo Faccini; Veronica Ferrero; Emanuele Fiandrini; Christian Finck; Elisa Fiorina; Marta Fischetti; Marco Francesconi; Matteo Franchini; Gaia Franciosini; Giuliana Galati; Luca Galli; Valerio Gentile; Giuseppe Giraudo; Ronja Hetzel; Enzo Iarocci; Maria Ionica; Keida Kanxheri; Christine Kraan Aafke; Chiara La Tessa; Martina Laurenza; Adele Lauria; Ernesto Lopez Torres; Alice Manna; Michela Marafini; Maurizio Massa; Cristian Massimi; Ilaria Mattei; Alessio Mereghetti; Alberto Mengarelli; Andrea Moggi; Maria Cristina Montesi; Maria Cristina Morone; Matteo Morrocchi; Silvia Muraro; Alessandra Pastore; Nadia Pastrone; Vincenzo Patera; Francesca Peverini; Francesco Pennazio; Pisana Placidi; Marco Pullia; Luciano Ramello; Claire-Anne Reidel; Riccardo Ridolfi; Valeria Rosso; Lucia Salvi; Claudio Sanelli; Alessio Sarti; Gabriella Sartorelli; Osamu Sato; Simone Savazzi; Lorenzo Scavarda; Angelo Schiavi; Christoph Schuy; Emanuele Scifoni; Adalberto Sciubba; Alexandre Secher; Marco Selvi; Leonello Servoli; Gianluigi Silvestre; Mario Sitta; Roberto Spighi; Eleuterio Spiriti; Giancarlo Sportelli; Achim Stahl; Sandro Tomassini; Francesco Tommasino; Marco Toppi; Giacomo Traini; Antonio Trigilio; Giacomo Ubaldi; FOOT Collaboration

doi:10.1088/1748-0221/17/12/P12012

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Characterization of 150?m thick silicon microstrip prototype for the FOOT experiment

Journal article

Peer reviewed

Characterization of 150?m thick silicon microstrip prototype for the FOOT experiment

Andrey Alexandrov, Behcet Alpat, Giovanni Ambrosi, Stefano Argiro, Diaz Raul Arteche, Mattia Barbanera, Nazar Bartosik, Giuseppe Battistoni, Nicola Belcari, Elettra Bellinzona, …

Journal of instrumentation, Vol.17(12), 12012

2022-12-01

DOI: https://doi.org/10.1088/1748-0221/17/12/P12012

Appears in Miller School of Medicine - Latest Publications

Abstract

Instruments & Instrumentation

Science & Technology

Technology

The goals of the FOOT (FragmentatiOn Of Target) experiment are to measure the proton double differential fragmentation cross-section on H, C, O targets at beam energies of interest for hadrontherapy (50-250MeV for protons and 50-400MeV/u for carbon ions), and also at higher energy, up to 1 GeV/u for radioprotection in space. Given the short range of the fragments, an inverse kinematic approach has been chosen, requiring precise tracking capabilities for charged particles. One of the subsystems designed for the experiment will be the MSD (Microstrip Silicon Detector), consisting of three x-y measurement planes, each one made by two single sided silicon microstrip sensors. In this document, we will present a detailed description of the first MSD prototype assembly, developed by INFN Perugia group and the subsequent characterization of the detector performance. The prototype is a wide area ( similar to 100 cm(2)) single sensor, 150 mu m thick to reduce material budget and fragmentation probability along the beam path, with 50 mu m strip pitch and 2 floating strip readout approach. The pitch adapter to connect strips with the readout channels of the ASIC has been implemented directly on the silicon surface. Beside the interest for the FOOT experiment, the results in terms of cluster signal, signal-to-noise ratio, dynamic range of the readout chips, as well as long-term stability studies in terms of noise, are relevant also for other experiments where the use of thin sensors is crucial.

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Details

Title: Characterization of 150?m thick silicon microstrip prototype for the FOOT experiment
Creators: Andrey Alexandrov - University of Naples Federico II
Behcet Alpat - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
Giovanni Ambrosi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
Stefano Argiro - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
Diaz Raul Arteche - Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear
Mattia Barbanera - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
Nazar Bartosik - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
Giuseppe Battistoni - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Nicola Belcari - University of Pisa
Elettra Bellinzona - Ist Nazl Fis Nucl TIFPA INFN, Trento Inst Fundamental Phys & Applicat, Trento, Italy
Silvia Biondi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Maria Giuseppina Bisogni - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
Graziano Bruni - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Mirco Caprai - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
Pietro Carra - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
Francesca Cavanna - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
Piergiorgio Cerello - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
Esther Ciarrocchi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
Alberto Clozza - Ist Nazl Fis Nucl INFN, Lab Nazl Frascati, Frascati, Italy
Sofia Colombi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Trento Institute for Fundamental Physics And Applications
Angelica de Gregorio - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Giovanni de Lellis - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli
Alberto del Guerra - University of Pisa
Micol de Simoni - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Antonia Di Crescenzo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli
Benedetto Di Ruzza - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Trento Institute for Fundamental Physics And Applications
Marco Donetti - National Center for Oncological Hadrontherapy
Yunsheng Dong - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Marco Durante - GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research
Riccardo Faccini - Sapienza University of Rome
Veronica Ferrero - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
Emanuele Fiandrini - University of Perugia
Christian Finck - Université de Strasbourg
Elisa Fiorina - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
Marta Fischetti - Sapienza University of Rome
Marco Francesconi - University of Pisa
Matteo Franchini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Gaia Franciosini - Sapienza University of Rome
Giuliana Galati - University of Bari Aldo Moro
Luca Galli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
Valerio Gentile - Gran Sasso Science Institute
Giuseppe Giraudo - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
Ronja Hetzel - RWTH Aachen University
Enzo Iarocci - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati
Maria Ionica - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
Keida Kanxheri - University of Perugia
Christine Kraan Aafke - Ist Nazl Fis Nucl INFN, Sect Pisa, Pisa, Italy
Chiara La Tessa - University of Trento
Martina Laurenza - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Laboratori Nazionali di Frascati
Adele Lauria - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli
Ernesto Lopez Torres - Centro de Aplicaciones Tecnológicas y Desarrollo Nuclear
Alice Manna - University of Bologna
Michela Marafini - Centro Ricerche Enrico Fermi
Maurizio Massa - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
Cristian Massimi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Ilaria Mattei - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Alessio Mereghetti - National Center for Oncological Hadrontherapy
Alberto Mengarelli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Andrea Moggi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
Maria Cristina Montesi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Napoli
Maria Cristina Morone - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Matteo Morrocchi - University of Pisa
Silvia Muraro - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Alessandra Pastore - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Bari
Nadia Pastrone - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
Vincenzo Patera - Sapienza University of Rome
Francesca Peverini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
Francesco Pennazio - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Torino
Pisana Placidi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
Marco Pullia - National Center for Oncological Hadrontherapy
Luciano Ramello - Università degli Studi del Piemonte Orientale “Amedeo Avogadro”
Claire-Anne Reidel - GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research
Riccardo Ridolfi - University of Bologna
Valeria Rosso - University of Pisa
Lucia Salvi - University of Perugia
Claudio Sanelli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Alessio Sarti - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Gabriella Sartorelli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Osamu Sato - Nagoya University
Simone Savazzi - National Center for Oncological Hadrontherapy
Lorenzo Scavarda - Aerosp Logist Technol Engn Co, ALTEC, Corso Marche 79, I-10146 Turin, Italy
Angelo Schiavi - Sapienza University of Rome
Christoph Schuy - GSI Helmholtz Centre for Heavy Ion Research
Emanuele Scifoni - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Trento Institute for Fundamental Physics And Applications
Adalberto Sciubba - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Alexandre Secher - Université de Strasbourg
Marco Selvi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Leonello Servoli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Perugia
Gianluigi Silvestre - University of Perugia
Mario Sitta - Università degli Studi del Piemonte Orientale “Amedeo Avogadro”
Roberto Spighi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Eleuterio Spiriti - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Giancarlo Sportelli - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare, Sezione di Pisa
Achim Stahl - RWTH Aachen University
Sandro Tomassini - Ist Nazl Fis Nucl INFN, Lab Nazl Frascati, Frascati, Italy
Francesco Tommasino - University of Trento
Marco Toppi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Giacomo Traini - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
Antonio Trigilio - Sapienza University of Rome
Giacomo Ubaldi - Istituto Nazionale di Fisica Nucleare
FOOT Collaboration
Publication Details: Journal of instrumentation, Vol.17(12), 12012
Publisher: IOP Publishing Ltd
Number of pages: 21
Academic Unit: Miller School of Medicine; UMMG Dept of Radiation Oncology
Language: English
Resource Type: Journal article
Record Identifier: 991032796362702976