Mikroelektronikk

ALICE Forward Calorimeter (FoCal) er en avansert detektor som skal være operativ i 2030 ved LHC. Den består av et granulær silisium-tungsten elektromagnetisk kalorimeter (FoCal-E) og et konvensjonell hadronisk kalorimeter (FoCal-H). 

Vår gruppe er ansvarlig for å designe utlesningselektronikken til piksel-lagene i FoCAL-E. Disse lagene bruker ALPIDE-sensorer, som er silisiumdetektorer opprinnelig designet for bruk i oppgraderingen av ALICE Inner Tracking System. FoCal-E inkluderer to piksel-lag, plassert i det 5. og 10. laget innenfor kalorimeterstrukturen. Hver piksel måler omtrent 30×30 μm², noe som gir presis romlig oppløsning og detaljert sporing av partikkelstråler.

Les mer om FoCal her.

ALICE ITS3-oppgraderingen innebærer å erstatte de innerste lagene av dagens ITS2 med tre sylindriske lag av Monolithic Active Pixel Sensors (MAPS) kalt MOSAIX. Disse sensorene er spesifikt designet for ALICE ITS3-oppgraderingen og bruker wafer-skala teknologi med 65 nm CMOS bildesensorer, som er sydd (stitchet) sammen for å skape store, høyoppløselige detektorer.

Nøkkelfunksjoner inkluderer:

• Wafer-skala design: Muliggjør store sensorområder med minimalt materialbudsjett, noe som forbedrer sporingspresisjonen.
• Høy fyllfaktor: Omtrent 93%, potensielt økning til 95,5% ved optimalisering av designet.
• Lavt strømforbruk: Inkluderer effektive strømdomener og differensielle overføringsskjemaer for å redusere støy og strømforbruk.

Disse sensorene er avgjørende for å forbedre den romlige oppløsningen og redusere materialbudsjettet i ITS3-oppgraderingen.

Vår gruppe deltar i denne oppgraderingen ved å bistå i designet av et MOSAIX-kvalifikasjonssystem. Dette skal brukes til å teste alle sensorene etter hvert som de mottas fra fabrikken. I tillegg deltar vi også i FPGA-designet for produksjonsutlesningsystemet. Så langt har 4 masterstudenter oppholdt seg lengre perioder ved CERN for å jobbe med oppgavene som en del av designteamene i ITS3.

Les mer om ALICE ITS3 her. 

Bergen proton CT-prosjektet har som mål å utvikle en ny enhet for klinisk partikkelterapi som rekonstruerer 3D-bilder av menneskekroppen ved hjelp av høyenergiprotonstråler. Denne teknologien fokuserer på å forbedre doseplanlegging og verifisering ved nøyaktig sporing av protonbaner og energitap, noe som er avgjørende for å målrette svulster samtidig som skader på omkringliggende friskt vev minimeres.

pCT-instrumentet som er under utvikling består av 43 lag med Monolithic Active Pixel Sensors (MAPS) - ALPIDE. ALPIDE ble opprinnelig designet for bruk i ALICE Inner Tracking 2-oppgraderingen, så instrumentet er et godt eksempel på teknologioverføring fra grunnforskning til samfunnsnytte.

Vår gruppe deltar i designet av utlesningselektronikken og strømforsyningen for dette instrumentet.

Les mer om Bergen pCT-prosjektet her.

THESEUS (Transient High-Energy Sky and Early Universe Surveyor)-prosjektet fra ESA har som mål å utforske det tidlige universet og høyenergi-transiente fenomener. THESEUS er planlagt for oppskytning tidlig på 2030-tallet, og THESEUS vil bruke lange gamma-ray bursts (GRBs) for å undersøke de første milliarder årene av universet, med fokus på dannelsen av de første stjernene og galaksene. Oppdraget vil også forbedre multi-messenger astrofysikk ved å identifisere og studere elektromagnetiske motparter til gravitasjonsbølgekilder.

Hovedfokuset til vår gruppe har så langt vært å utvikle en utlesningsenhet som skal hjelpe til med designet av en komplett Electrical Ground Support Equipment (EGSE) for ORION-brikkesettet.

Les mer om THESEUS her.

SFI SmartOCEAM forskningssenter har som mål å skape en bærekraftig, kostnadseffektiv metode for kontinuerlig havovervåking. Tradisjonelle metoder som bemannede fartøy og drivende bøyer er begrenset i omfang og varighet. For å løse dette utvikler prosjektet et autonomt undervannssensornettverk som opererer uten eksisterende infrastruktur. Disse sensorene danner et mesh-nettverk, som kommuniserer med hverandre for å utvide rekkevidden. Et nytt undervannsmodem utvikles for å lette datatransmisjon gjennom vann og hindringer.

Vår gruppe har så langt bistått i utformingen av et proof-of-concept prototype-modem spesifikt designet for utvikling av undervannskommunikasjonsprogramvare.

Les mer om SFI SmartOcean her.