Metodología combinada de simulación para una caracterización completa de los efectos de la radiación ionizante en dispositivos de detección

Los dispositivos de detección de radiación ionizante han sido ampliamente utilizados en los últimos años en diversas aplicaciones y campos experimentales como son las áreas de la física de altas energías, física nuclear e imágenes médicas. La descripción de su funcionamiento y la caracterización por...

Descripción completa

Guardado en:
Detalles Bibliográficos
Autores principales: Martín, Nicolás Eugenio, Sofo Haro, Miguel Francisco, Valente, Mauro Andrés
Formato: Artículo publishedVersion
Lenguaje:Español
Publicado: Asociación Física Argentina 2023
Materias:
SIMULACION MONTE CARLO
TCAD
METODOLOGIA COMBINADA
MONTE CARLO SIMULATION
COMBINED METHODOLOGY
Acceso en línea:https://hdl.handle.net/20.500.12110/afa_v34_n04_p082
Aporte de:
Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA) de Universidad de Buenos Aires
id afa:afa_v34_n04_p082
record_format dspace
institution Universidad de Buenos Aires
institution_str I-28
repository_str R-134
collection Biblioteca Digital - Facultad de Ciencias Exactas y Naturales (UBA)
language Español
orig_language_str_mv spa
topic SIMULACION MONTE CARLO
TCAD
METODOLOGIA COMBINADA
MONTE CARLO SIMULATION
TCAD
COMBINED METHODOLOGY
spellingShingle SIMULACION MONTE CARLO
TCAD
METODOLOGIA COMBINADA
MONTE CARLO SIMULATION
TCAD
COMBINED METHODOLOGY
Martín, Nicolás Eugenio
Sofo Haro, Miguel Francisco
Valente, Mauro Andrés
Metodología combinada de simulación para una caracterización completa de los efectos de la radiación ionizante en dispositivos de detección
topic_facet SIMULACION MONTE CARLO
TCAD
METODOLOGIA COMBINADA
MONTE CARLO SIMULATION
TCAD
COMBINED METHODOLOGY
description Los dispositivos de detección de radiación ionizante han sido ampliamente utilizados en los últimos años en diversas aplicaciones y campos experimentales como son las áreas de la física de altas energías, física nuclear e imágenes médicas. La descripción de su funcionamiento y la caracterización por medio de modelos computacionales, como simulaciones, ante la radiación ionizante son necesarias para comprender las características que presentan en términosde eficiencia, resolución y relación señal-ruido, ya que permiten optimizar parámetros que luego se utilizarán para realizar diferentes desarrollos y avances en los mismos. Los abordajes de modelado computacional se llevan a cabo de forma rutinaria utilizando diversas herramientas, por ejemplo, para el estudio de la interacción de la radiación con el detector teniendo en cuenta los procesos físicos, se utilizan herramientas de tipo Monte Carlo como PENELOPE, FLUKA o GEANT4. Por otro lado, una vez provocada la afectación inicial del sensor, para el estudio del transportede pares electrón/hueco generados a través del dispositivo y la posterior formación de señales electrónicas, se utilizan herramientas que resuelven las ecuaciones de transporte mediante el método de elementos finitos, (Tecnología de Diseño Asistido por Computadora o TCAD), desarrolladas para ayudar a la industria microelectrónica a crear sus productos. Usualmente, los dos conjuntos de herramientas no están integrados y la caracterización por modelado computacional se realiza dividiendo el problema en etapas sucesivas e independientes. En este contexto, el presente trabajo se propone desarrollar una metodología que permita combinar los dos enfoques mediante el cual pueda rastrearse paso a paso el flujo de simulación completo, desde la interacción de la radiación ionizante con el sensor hasta el transporte de la carga generada a los fotodiodos y, finalmente, a la generación de señales electrónica
format Artículo
Artículo
publishedVersion
author Martín, Nicolás Eugenio
Sofo Haro, Miguel Francisco
Valente, Mauro Andrés
author_facet Martín, Nicolás Eugenio
Sofo Haro, Miguel Francisco
Valente, Mauro Andrés
author_sort Martín, Nicolás Eugenio
title Metodología combinada de simulación para una caracterización completa de los efectos de la radiación ionizante en dispositivos de detección
title_short Metodología combinada de simulación para una caracterización completa de los efectos de la radiación ionizante en dispositivos de detección
title_full Metodología combinada de simulación para una caracterización completa de los efectos de la radiación ionizante en dispositivos de detección
title_fullStr Metodología combinada de simulación para una caracterización completa de los efectos de la radiación ionizante en dispositivos de detección
title_full_unstemmed Metodología combinada de simulación para una caracterización completa de los efectos de la radiación ionizante en dispositivos de detección
title_sort metodología combinada de simulación para una caracterización completa de los efectos de la radiación ionizante en dispositivos de detección
publisher Asociación Física Argentina
publishDate 2023
url https://hdl.handle.net/20.500.12110/afa_v34_n04_p082
work_keys_str_mv AT martinnicolaseugenio metodologiacombinadadesimulacionparaunacaracterizacioncompletadelosefectosdelaradiacionionizanteendispositivosdedeteccion
AT sofoharomiguelfrancisco metodologiacombinadadesimulacionparaunacaracterizacioncompletadelosefectosdelaradiacionionizanteendispositivosdedeteccion
AT valentemauroandres metodologiacombinadadesimulacionparaunacaracterizacioncompletadelosefectosdelaradiacionionizanteendispositivosdedeteccion
AT martinnicolaseugenio combinedsimulationmethodologyforacompletecharacterizationofionizingradiationefectsindetectiondevices
AT sofoharomiguelfrancisco combinedsimulationmethodologyforacompletecharacterizationofionizingradiationefectsindetectiondevices
AT valentemauroandres combinedsimulationmethodologyforacompletecharacterizationofionizingradiationefectsindetectiondevices
_version_ 1851368317752705024
spelling afa:afa_v34_n04_p0822025-12-11T17:01:30Z Metodología combinada de simulación para una caracterización completa de los efectos de la radiación ionizante en dispositivos de detección Combined simulation methodology for a complete characterization of ionizing radiation efects in detection devices An. (Asoc. Fís. Argent., En línea) 2023;04(34):82-86 Martín, Nicolás Eugenio Sofo Haro, Miguel Francisco Valente, Mauro Andrés SIMULACION MONTE CARLO TCAD METODOLOGIA COMBINADA MONTE CARLO SIMULATION TCAD COMBINED METHODOLOGY Los dispositivos de detección de radiación ionizante han sido ampliamente utilizados en los últimos años en diversas aplicaciones y campos experimentales como son las áreas de la física de altas energías, física nuclear e imágenes médicas. La descripción de su funcionamiento y la caracterización por medio de modelos computacionales, como simulaciones, ante la radiación ionizante son necesarias para comprender las características que presentan en términosde eficiencia, resolución y relación señal-ruido, ya que permiten optimizar parámetros que luego se utilizarán para realizar diferentes desarrollos y avances en los mismos. Los abordajes de modelado computacional se llevan a cabo de forma rutinaria utilizando diversas herramientas, por ejemplo, para el estudio de la interacción de la radiación con el detector teniendo en cuenta los procesos físicos, se utilizan herramientas de tipo Monte Carlo como PENELOPE, FLUKA o GEANT4. Por otro lado, una vez provocada la afectación inicial del sensor, para el estudio del transportede pares electrón/hueco generados a través del dispositivo y la posterior formación de señales electrónicas, se utilizan herramientas que resuelven las ecuaciones de transporte mediante el método de elementos finitos, (Tecnología de Diseño Asistido por Computadora o TCAD), desarrolladas para ayudar a la industria microelectrónica a crear sus productos. Usualmente, los dos conjuntos de herramientas no están integrados y la caracterización por modelado computacional se realiza dividiendo el problema en etapas sucesivas e independientes. En este contexto, el presente trabajo se propone desarrollar una metodología que permita combinar los dos enfoques mediante el cual pueda rastrearse paso a paso el flujo de simulación completo, desde la interacción de la radiación ionizante con el sensor hasta el transporte de la carga generada a los fotodiodos y, finalmente, a la generación de señales electrónica Ionizing radiation detection devices have been widely used in recent years in various applications and experimental fields, such as high energy physics, nuclear physics, and medical imaging. Detailed description of their operational properties and their characterization by means of numerical modelling, as simulations, are key issue to understand the characteristics of radiation detectors in terms of efficiency, resolution and signal-to-noise ratio, since they allow optimizing parameters that will be further used. The modelling processes, as the simulations, are routinely carried out using various tools, like Monte Carlo approaches, for instance: PENELOPE, FLUKA or GEANT4 are used to study the interaction of the radiation with the detector accounting for the whole physical processes. However, transporting electron/hole pairs, as generated through the device sensor to conform the corresponding electronic signals uses tools badsed on the finite element method, such as TCAD (Technology Computer Aided Design), which are developed mainly to help the microelectronics industry to design products. Usually, modelling approaches for radiation transport and electonic signal production are not integrated, thus performing the simulation process by splitting the problem into sucessive independent phases. Within this framework, the present study proposes, implements, and reports on a novel methodology that allows combining the two approaches aimed at integrating the complete simulation, thus achieving astep-by-step integrated modelling flow to describe the interaction of ionizing radiation with the sensor along with the transport of the generated charge to the photodiodes and, finally, to the generation of electronic signals Fil: Martín, Nicolás Eugenio. Universidad Nacional de Córdoba - CONICET. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG). Córdoba.Argentina Fil: Sofo Haro, Miguel Francisco. Universidad Nacional de Córdoba - CONICET. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG). Córdoba.Argentina Fil: Valente, Mauro Andrés. Universidad Nacional de Córdoba - CONICET. Instituto de Física Enrique Gaviola (IFEG). Córdoba.Argentina Asociación Física Argentina 2023 info:ar-repo/semantics/artículo info:eu-repo/semantics/article info:eu-repo/semantics/publishedVersion application/pdf spa info:eu-repo/semantics/openAccess https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.5/ar https://hdl.handle.net/20.500.12110/afa_v34_n04_p082

Ejemplares similares