Caracterización, simulación y optimización de cerámicas radiopuras Nb-PZT para el detector PICO500

Abstract

La tecnología usada en detectores para la búsqueda de materia oscura utilizan sensores piezoeléctricos. El grupo de Investigación en Acústica Aplicada a la Detección de Astropartículas de la UPV trabaja en el desarrollo de un detector de partículas, junto a él se ha realizado este trabajo en el cual se desarrolla un estudio sobre la caracterización de materiales piezoeléctricos y su comportamiento en cerámicas PZT. Se usa el método de la impedancia para caracterizar medidas de frecuencia de resonancia y antiresonancia, que posteriormente son utilizadas para resolver coeficientes que definen las matrices de comportamiento piezoeléctrico. Una vez analizadas se estudia mediante elementos finitos en COMSOL Multyphisic y cuyos resultados se comparan con las mediciones hechas en laboratorio. Una vez realizado el estudio previo se pasa a la fase de optimización donde se simularán los coeficientes obtenidos variando sus dimensiones para poder analizar su mejor comportamiento. Todo ello con un material innovador como son las cerámicas radiopuras

The technology used in the detectors for the search of dark matter uses piezoelectric sensors. The group of search in Applied Acoustic to the detection of Astroparticles of the UPVworks in developing of a study about the characterization of piezoelectric materials and their behaviour in PZT ceramics. Impedance method is used to characterize not only resonance frequency measures, but also nonresonance ones, which are later used to solve coefficients which define piezoelectric behaviour matrices. Once they have already been analyzed, they are studied with finite elements in COMSOL Multyphisic and their results are compared to measurements taken in the laboratory. After having finished with the previous study, we move to optimization phase where coefficients will be simulated varying their dimensions to be able to analyze their best behaviour. All this process is performed with an innovative materials which are known as radiopure ceramics