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Micro-nanosystèmes

Le Leti développe les premiers micro-refroidisseurs en silicium au monde pour les détecteurs de particules du CERN


​Le Leti, institut de CEA Tech, a récemment équipé les détecteurs de particules de l'expérience NA62 du CERN de circuits de refroidissement en silicium. Cette belle réalisation ouvre des perspectives de collaboration sur d'autres expériences, encore plus prestigieuses.

Publié le 11 décembre 2017

L'objectif de l'expérience NA62 du CERN est d'étudier les désintégrations du kaon, afin de vérifier certaines prédictions du modèle standard concernant l'Univers. Au cœur du processus, le Gigatracker est composé de trois détecteurs de particules refroidis (jusqu'à -20°C environ) par des dispositifs microfluidiques en silicium réalisés par le Leti.

Le circuit de refroidissement est constitué d'un réseau de microcanaux de quelques dizaines de microns de profondeur, obtenu par gravure plasma dans des plaques de silicium de 200 mm de diamètre. Une seconde plaque est associée par collage moléculaire sur la quasi-totalité de la surface sans aucun défaut, sous peine de provoquer une fuite ou un court-circuit. Dans les canaux circule un fluide dont le rôle est de maintenir le système à sa température de fonctionnement. Une métallisation à base de Titane/Nickel/Or permet de souder les capillaires qui amènent le fluide caloporteur.

Déjà installés sur NA62, ces micro-refroidisseurs silicium ont fait leurs preuves et certains ont résisté à des pressions allant jusqu'à plusieurs centaines de bars. L'expertise et la confiance acquise permettra au Leti de réaliser des composants pour d'autres expériences, notamment pour le détecteur LHCb, situé sur l'anneau principal du CERN.

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