Desenvolvimento e fabricação de um protótipo de um dispositivo multiplicador de elétrons à gás micromegas com substrato de silício e isolante SU-8

• Ano de defesa: 2020
• Autor(a) principal: Sampaio, Maybi Fálker
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Universidade do Estado do Rio de Janeiro; Centro de Tecnologia e Ciências::Faculdade de Engenharia; Brasil; UERJ; Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica
• Palavras-chave em Português: Mechanical engineering; Electrons; Radiation; Insulating materials; Detectors; Engenharia mecânica; Elétrons; Radiação; Materiais isolantes; Detectores; ENGENHARIAS::ENGENHARIA MECANICA::MECANICA DOS SOLIDOS
• Link de acesso: http://www.bdtd.uerj.br/handle/1/17395

Esta tese relata de forma detalhada a metodologia para o desenvolvimento e fabricação de um protótipo de um dispositivo multiplicador de elétrons Micromegas, integrado em um anodo de leitura de pads, utilizando um wafer de Silício de 4” como substrato. O dispositivo foi empregado para a montagem de um detector de radiação à gás. São apresentadas e discutidas as técnicas para a formação das camadas micrométricas do wafer, como deposição de filmes finos, fotolitografia, wet etching, metalização e revelação. É descrita a melhora no processamento do material isolante SU-8, bem como na geometria dos orifícios da malha de Alumínio do dispositivo. Micrografias obtidas por Microscópio Óptico e Microscópio Eletrônico de Varredura são apresentadas para a análise da estrutura fabricada. Simulações com os softwares Ansys, Garfield++ e Magboltz são realizadas, a fim de prever a resposta do detector para diferentes misturas de gases. É relatado o projeto de concepção e montagem da caixa e, também, apresentados todos os componentes do sistema de detecção e suas principais características. Por fim, são realizados testes elétricos com o dispositivo, para verificar seu desempenho, em relação ao ganho de elétrons, e espectros de energia da fonte de radiação utilizada. Os resultados indicam ganhos na ordem de 3 × 102 para as fontes radioativas de 241Am e 55F e, e a detecção de eventos devido à irradiação da fonte de 241Am a` 13,9 KeV, sua principal linha de emissão de energia.