KIP-Veröffentlichungen

Im Rahmen dieser Arbeit wurde das zur hochaufgelösten Detektion von Röntgenphotonen im Energiebereich bis 130 keV optimierte Detektor-Array maXs100 entwickelt. Die 8×8 Pixel des Arrays bestehen jeweils aus einem 50 μm dicken Absorber aus Gold und einem Temperatursensor aus Ag:Er , die gemeinsam ein metallisches magnetisches Kalorimeter bilden. Nach Absorption eines Röntgenphotons löst der resultierende Temperaturanstieg eine Änderung der Magnetisierung des Sensormaterials aus, welche über eine zweistufige SQUID-Auslesekette in ein Spannungssignal umgewandelt wird. In einer Charakterisierungsmessung haben diese Detektoren eine Energieauflösung von etwa 36 eV @ 60 keV erreicht. Zwei maXs100-Detektoren wurden zur Messung des Röntgenspektrums von heliumartigen U90+-Ionen am Elektronenkühler des CRYRING@ESR der GSI unter Inzidenzwinkeln zum Ionenstrahl von 0 und 180 aufgebaut, um so eine intrinsische Doppler-Korrektur der Energien zu ermöglichen. Im resultierenden Spektrum konnten erstmals die K2-Übergänge von U90+ experimentell aufgelöst werden. Dabei ist die gemessene Energieaufspaltung unter alleiniger Berücksichtigung der dominierenden statistischen Unsicherheit mit (142,6 ± 5,1) eV in Übereinstimmung mit dem aktuellen Theoriewert von (142,36 ± 0,76) eV aus [Koz19].

In the framework of this thesis the detector array maXs100 optimised for the highresolution detection of X-ray photons in the energy range up to 130 keV was developed. The 8×8 pixels of the array each consist of a 50 μm thick absorber made of gold and a temperature sensor made of Ag:Er , which together form a metallic magnetic
calorimeter. After absorbing an X-ray photon the resulting increase in temperature triggers a change in the magnetisation of the sensor material, which is converted into a voltage signal via a two-stage SQUID readout chain. In a characterisation measurement, these detectors have achieved an energy resolution of about 36 eV @
60 keV. To measure the X-ray spectrum of U90+-ions two maXs100-detectors were set up at the the electron cooler of the CRYRING@ESR at GSI with incidence angles of 0 and 180 with respect to the ion beam to enable an intrinsic doppler correction of the energies. In the resulting spectrum the K2 transitions of U90+ could be resolved experimentally for the first time. Taking only the dominant statistical uncertainty into account the measured energy splitting (142,6 ± 5,1) eV is in agreement with the present theoretical value of (142,36 ± 0,76) eV taken from [Koz19].