Promotionsprüfung von Sascha Dungs

Der Large Hadron Collider (LHC) am CERN wird derzeit zum High-Luminosity LHC (HL-LHC) aufgerüstet, der eine deutlich höhere Anzahl an Proton-Proton-Kollisionen pro Bunch Crossing ermöglichen wird. Das Upgrade erlaubt präzisere Messungen und erhöht die Empfindlichkeit für Phänomene jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik. Um den erheblich höheren Strahlungsdosen und Datenraten gerecht zu werden, wird das derzeitige Spurdetektorsystem des ATLASExperiments durch den vollständig aus Silizium bestehenden Inner Tracker (ITk) ersetzt. Demonstratorprogramme sind dabei von entscheidender Bedeutung, um neu entwickelte Komponenten und Integrationskonzepte unter realistischen Bedingungen zu testen, bevor die großtechnische Produktion beginnt. Diese Arbeit leistet einen Beitrag zum ITk Pixel Outer Barrel Demonstrator-Programm durch Studien zur Qualitätssicherung und -kontrolle (QA/QC) von hybriden Pixelmodulen. Der Montage- und Integrationsprozess wurde im Detail analysiert, um kritische Schritte zu identifizieren, die die Modulleistung beeinflussen, und daraus Empfehlungen zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und Produktionskonsistenz abzuleiten. Parallel dazu wurde ein neues Messsystem für die temperaturabhängige Energiekalibrierung entwickelt. Das System nutzt eine Röntgenquelle mit einem breiten Energiebereich und ermöglicht präzise Kalibrierungsmessungen an RD53Abasierten Modulen sowie zukünftig die Untersuchung beispielsweise bestrahlter Sensoren. Darüber hinaus wurde eine neue Kalibrierroutine zur Identifikation und Maskierung von verrauschten Pixeln entwickelt und erfolgreich in den Betrieb des aktuellen ATLAS Pixeldetektors integriert. Diese Methode beschleunigt die Erstellung von Masken erheblich und verbessert die Effizienz der Detektorkalibrierung während der Datennahme.