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datestamp: 2005-01-19 10:52:45
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status_changed: 2012-08-14 15:14:03
type: doctoralThesis
metadata_visibility: show
creators_name: Daniyarov, Talgat
title: Metallische magnetische Kalorimeter zum hochauflösenden Nachweis von Röntgenquanten und hochenergetischen Molekülen
title_en: Metallic magnetic calorimeters for high resolution detection of single photons and energetic molecules
ispublished: pub
subjects: ddc-530
divisions: i-130700
adv_faculty: af-13
keywords: Metallische Magnetische Kalorimeter
cterms_swd: Energiedispersive Röntgenspektroskopie
cterms_swd: Molekülspektroskopie
cterms_swd: Teilchendetektor
cterms_swd: Tieftemperatur
abstract: In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung metallischer magnetischer  Kalorimeter (MMC) zum hochauflösenden Nachweis von einzelnen Röntgenquanten und hochenergetischen Molekülen diskutiert. MMCs sind energiedispersive Teilchedetektoren mit hohem Auflösungsvermögen, die bei Temperaturen unter $0,\!1\,\mathrm{K}$ betrieben werden. Die von einem Teilchen im Detektor deponierte Energie führt zu einer Erhöhung seiner Temperatur und damit zu einer Änderung der Magnetisierung eines paramagnetischen Temperatursensors. Prozent, der guten thermischen Kontakt zum Absorber für die entsprechenden Teilchen hat. Diese Magnetisierungsänderung läßt sich sehr präzise durch ein rauscharmes Magnetometer nachweisen, und dient als Maß für die eingetragene Energie. Der Aufbau und die Funktionsweise von magnetischen Kalorimetern, sowie wichtige Rauschquellen und die erreichbare Energieauflösung dieser Detektoren werden diskutiert. Zwei Detektorprototypen werden vorgestellt und deren Eigenschaften dargelegt. Der eine Detektor eignet sich für Anwendung in der Röntgenfloureszenzanalyse und besitzt eine instrumentelle Energieauflösung von $\Delta E_{\mathrm{FWHM}}=3,\!4\eV$ bei einer Quanteneffizienz von über $98%%$ für Röntgenquanten mit $6\keV$. Der andere Detektor besitzt einen großflächigen Sensor und wurde für die Detektion hochenergetischer Atome und Molekülfragmente entwickelt. Der Nachweis einzelner Teilchen mit einer Energieauflösung von $\Delta E_{\mathrm{FWHM}}=920\,\eV$ wurde demonstriert.
abstract_translated_text: This thesis describes the development of metallic magnetic calorimeters (MMC) for high resolution detection of single x-ray photons and energetic molecules.  MMCs are energy dispersive particle detectors, which work at temperatures below \wme{0.1}{K}. Deposition of energy in the detector causes a rise in  temperature and results in a change of magnetization of a paramagnetic temperature sensor. The change in magnetization can be detected with high accuracy using a low-noise magnetometer and acts as a measure of the absorbed energy. The setup and the principle of operation of magnetic calorimeters, as well as  the major noise contributions and the achiveable energy resolution  of these detectors are discussed. Two prototype detectors and their performences are presented. One detector is a micro-calorimeter which is well-suited for application in high resolution x-ray spectroscopy. The detector has an energy resolution of $\Delta E_{\mathrm{FWHM}}=3.4\eV$ und a quantum efficiency of almost 100%% for photon energies up to $6\keV$. The second detector consists of a large area sensor and targets the use in the observation of atoms and molecule fragments having kinetic energies up to \wme{100}{keV}. The feasibility of single particle detection with an energy  resolution of $\Delta E_{\mathrm{FWHM}}=920\eV$ is demonstrated.
abstract_translated_lang: eng
class_scheme: pacs
class_labels: 07.85.Fv, 07.77.Gx
date: 2004
date_type: published
id_scheme: DOI
id_number: 10.11588/heidok.00005231
ppn_swb: 1643941836
own_urn: urn:nbn:de:bsz:16-opus-52319
date_accepted: 2005-01-12
advisor: HASH(0x558eaa6cd268)
language: ger
bibsort: DANIYAROVTMETALLISCH2004
full_text_status: public
citation:   Daniyarov, Talgat  (2004) Metallische magnetische Kalorimeter zum hochauflösenden Nachweis von Röntgenquanten und hochenergetischen Molekülen.  [Dissertation]     
document_url: https://archiv.ub.uni-heidelberg.de/volltextserver/5231/1/Promotion.pdf