Circuite integrate complexe utilizate în mediul radioactiv prezent în experimentul de fizica energiilor înalte LHCB și extrapolare către experimentele spațiale / Complex integrated circuits in the radiation environment at the LHCB high energy physics experiment and extrapolation to the case of space-based experiments

Această teză de doctorat descrie activitatea de cercetare ce a fost realizată în contextul primei faze a programului de îmbunătățire a experimentului LHCb (Large Hadron Collider beauty) de la CERN, fiind focalizată în cadrul sub-detectorilor RICH (Ring Imagining Cherenkov). Sunt prezentate rezultatele testării în urma expunerii la radiații ionizante a trei circuite integrate complexe: un circuit integrat dedicat - ASIC (Application Specific Integrated Circuit) și două tehnologii comerciale de circuite logice programabile - FPGA (Field Programmable Gate Array). Diferite metodologii de testare incluzând metode de detecție, măsurare și corecție a erorilor induse sub incidenta radiației ionizante sunt propuse pentru fiecare circuit integrat testat. Circuitul de tip ASIC, SPACIROC2 (Spatial Photomultiplier Array Counting and Integrating Readout Chip), este un circuit integrat mixt conceput pentru a fi compatibil cu foto-detectori de tipul tuburilor fotomultiplicatoare MaPMT (Multi Anode Photomultiplier Tube). Acesta a fost proiectat pentru un experiment în spațiul cosmic, fiind andocat la bordul ISS (International Space Station). Circuitele FPGA testate în această teză au fost propuse pentru a fi utilizate în mediul radioactiv al sub-detectorilor LHCb-RICH. Acestea vor fi înglobate în modulele de citire digitală a semnalelor provenite de la foto-detectorii din LHCb-RICH, contribuind la detecția și identificarea a diferitor particule încărcate rezultate în urma coliziunilor de tipul proton-proton sau ion-ion de la acceleratorul LHC (Large Hadron Collider). Indiferent de gradul de rezistență la radiații ionizante al acestor circuite integrate, sunt impetuos necesare testarea, evaluarea și validarea acestora înainte de fi utilizate în astfel de aplicații cu fond de radiații ionizante.