Si propone di studiare e ottimizzare un programma di simulazione 3D del potenziale elettrostatico e della dinamica dei portatori nel volume di rivelatori a semiconduttore in condizioni di alti livelli di iniezione.

La motivazione principale dell’attivita’ proposta si origina nell’ambito dei nuovi sistemi di rivelazione per le sorgenti di luce FEL (Free Electron Laser) di raggi X ad altissima brillanza e per i moderni esperimenti di fisica nucleare con fasci esotici.

Ad esempio, alla facility European XFEL di Amburgo (D), nei rivelatori in silicio per l’imaging X sono previsti livelli di generazione fino a 3×107 electroni–lacune in spot piu’ piccoli di un pixel, con intervallo tra gli impulsi del fascio di soli 200 ns. La corretta simulazione degli effetti di Coulomb “explosion” e di plasma, gli effetti di charge sharing, i tempi di collezione, nonche’ come tutto cio’ impatti sulla forma dei segnali sono aspetti essenziali per ottenere le migliori prestazioni di rivelazione.

Le aree di applicazione sono molteplici: mappare a livello atomico virus e proteine, studiare lo stato della materia all’interno dei pianeti e molto altro.

Il lavoro di tesi parte da un codice gia’ esistente e si propone di estenderlo al caso di alti livelli di iniezione di carica curando lo studio, l’implementazione e la validazione di tecniche numeriche adatte alla simulazione dell’evoluzione temporale di nuvole di carica ad alta densita’ di carica fin dai primi istanti dopo la generazione. L’obiettivo finale e’ arrivare ad una prima realizzazione del simulatore 3-D con queste caratteristiche, implementabile su piccole workstation e/o su cluster. Si potra’ anche partecipare a campagne di misure per i primi confronti di validazione del codice nell’ambito di collaborazioni internazionali.

L’attivita’ presenta aspetti di tipo numerico-computazionale e di tipo applicativo.

Si richiedono una sufficiente capacita’ di programmazione scientifica.

Info: Prof. A.Castoldi, Dip. Elettronica Informazione e Bioingegneria (andrea.castoldi@polimi.it)