Test beam performance of a CBC3-based mini-module for the Phase-2 CMS Outer Tracker before and after neutron irradiation

Adam, W.; Bergauer, T.; Damanakis, K.; Dragicevic, M.; Frühwirth, R.; Steininger, H.; Beaumont, W.; Darwish, M. R.; Janssen, T.; Kello, T.; Rejeb Sfar, H.; Van Mechelen, P.; Breugelmans, N.; Delcourt, M.; De Moor, A.; D'Hondt, J.; Heyen, F.; Lowette, S.; Makarenko, I.; Muller, D.; Sahasransu, A. R.; Vannerom, D.; Van Putte, S.; Allard, Y.; Clerbaux, B.; Dansana, S.; De Lentdecker, G.; Evard, H.; Favart, L.; Hohov, D.; Khalilzadeh, A.; Lee, K.; Mahdavikhorrami, M.; Malara, A.; Paredes, S.; Postiau, N.; Robert, F.; Thomas, L.; Vanden Bemden, M.; Vanlaer, P.; Yang, Y.; Benecke, A.; Bruno, G.; Bury, F.; Caputo, C.; De Favereau, J.; Delaere, C.; Donertas, I. S.; Giammanco, A.; Jaffel, K.; Jain, S.; Lemaitre, V.; Mondal, K.; Szilasi, N.; Tran, T. T.; Wertz, S.; Calligaris, L.; Brigljević, V.; Chitroda, B.; Ferenček, D.; Mishra, S.; Starodumov, A.; Šuša, T.; Brücken, E.; Lampén, T.; Martikainen, L.; Tuominen, E.; Karadzhinova-Ferrer, A.; Luukka, P.; Petrow, H.; Tuuva, T.; Agram, J. -L.; Andrea, J.; Apparu, D.; Bloch, D.; Bonnin, C.; Brom, J. -M.; Chabert, E.; Charles, L.; Collard, C.; Dangelser, E.; Falke, S.; Goerlach, U.; Gross, L.; Haas, C.; Krauth, M.; Ollivier-Henry, N.; Baulieu, G.; Bonnevaux, A.; Boudoul, G.; Caponetto, L.; Chanon, N.; Contardo, D.; Dupasquier, T.; Galbit, G.; Marchisone, M.; Mirabito, L.; Nodari, B.; Schibler, E.; Schirra, F.; Vander Donckt, M.; Viret, S.; Botta, V.; Ebisch, C.; Feld, L.; Karpinski, W.; Klein, K.; Lipinski, M.; Louis, D.; Meuser, D.; Özen, I.; Pauls, A.; Pierschel, G.; Röwert, N.; Teroerde, M.; Wlochal, M.; Dziwok, C.; Fluegge, G.; Pooth, O.; Stahl, A.; Ziemons, T.; Agah, A.; Bhattacharya, S.; Blekman, F.; Campbell, A.; Cardini, A.; Cheng, C.; Consuegra Rodriguez, S.; Eckerlin, G.; Eckstein, D.; Gallo, E.; Guthoff, M.; Kleinwort, C.; Mankel, R.; Maser, H.; Muhl, C.; Mussgiller, A.; Nürnberg, A.; Otarid, Y.; Perez Adan, D.; Petersen, H.; Rastorguev, D.; Reichelt, O.; Schütze, P.; Sreelatha Pramod, L.; Stever, R.; Velyka, A.; Ventura Barroso, A.; Walsh, R.; Zuber, A.; Albrecht, A.; Antonello, M.; Biskop, H.; Buhmann, P.; Connor, P.; Garutti, E.; Hajheidari, M.; Haller, J.; Hinzmann, A.; Jabusch, H.; Kasieczka, G.; Klanner, R.; Kutzner, V.; Lange, J.; Martens, S.; Mrowietz, M.; Nissan, Y.; Pena, K.; Raciti, B.; Schleper, P.; Schwandt, J.; Steinbrück, G.; Tews, A.; Wellhausen, J.; Ardila, L.; Balzer, M.; Barvich, T.; Berger, B.; Butz, E.; Caselle, M.; Dierlamm, A.; Elicabuk, U.; Fuchs, M.; Hartmann, F.; Husemann, U.; Kösker, G.; Koppenhöfer, R.; Maier, S.; Mallows, S.; Mehner, T.; Muller, T.; Neufeld, M.; Sander, O.; Shvetsov, I.; Simonis, H. J.; Steck, P.; Stockmeier, L.; Topko, B.; Wittig, F.; Anagnostou, G.; Assiouras, P.; Daskalakis, G.; Kazas, I.; Kyriakis, A.; Loukas, D.; Balázs, T.; Bartók, M.; Márton, K.; Siklér, F.; Veszprémi, V.; Bahinipati, S.; Das, A. K.; Mal, P.; Nayak, A.; Pattanaik, D. K.; Saha, P.; Swain, S. K.; Bhardwaj, A.; Jain, C.; Kumar, A.; Kumar, T.; Ranjan, K.; Saumya, S.; Baradia, S.; Dutta, S.; Palit, P.; Saha, G.; Sarkar, S.; Alibordi, M.; Behera, P. K.; Behera, S. C.; Chatterjee, S.; Dash, G.; Jana, P.; Kalbhor, P.; Libby, J.; Mohammad, M.; Pradhan, R.; Pujahari, P. R.; Saha, N. R.; Samadhan, K.; Sharma, A.; Sikdar, A. K.; Singh, R.; Verma, S.; Vijay, A.; Cariola, P.; Creanza, D.; De Palma, M.; De Robertis, G.; Di Florio, A.; Fiore, L.; Loddo, F.; Margjeka, I.; Mongelli, M.; My, S.; Silvestris, L.; Albergo, S.; Costa, S.; Di Mattia, A.; Potenza, R.; Tricomi, A.; Tuve, C.; Barbagli, G.; Bardelli, G.; Brianzi, M.; Camaiani, B.; Cassese, A.; Ceccarelli, R.; Ciaranfi, R.; Ciulli, V.; Civinini, C.; D'Alessandro, R.; Focardi, E.; Latino, G.; Lenzi, P.; Lizzo, M.; Meschini, M.; Paoletti, S.; Papanastassiou, A.; Sguazzoni, G.; Viliani, L.; Cerchi, S.; Ferro, F.; Robutti, E.; Brivio, F.; Dinardo, M. E.; Dini, P.; Gennai, S.; Guzzi, L.; Malvezzi, S.; Menasce, D.; Moroni, L.; Pedrini, D.; Zuolo, D.; Azzi, P.; Bacchetta, N.; Bortignon, P.; Bisello, D.; Dorigo, T.; Lusiani, E.; Tosi, M.; Gaioni, L.; Manghisoni, M.; Ratti, L.; Re, V.; Riceputi, E.; Traversi, G.; Asenov, P.; Baldinelli, G.; Bianchi, F.; Bilei, G. M.; Bizzaglia, S.; Caprai, M.; Checcucci, B.; Ciangottini, D.; Di Chiaro, A.; Fanò, L.; Farnesini, L.; Ionica, M.; Magherini, M.; Mantovani, G.; Mariani, V.; Menichelli, M.; Morozzi, A.; Moscatelli, F.; Passeri, D.; Piccinelli, A.; Placidi, P.; Rossi, A.; Santocchia, A.; Spiga, D.; Storchi, L.; Tedeschi, T.; Turrioni, C.; Azzurri, P.; Bagliesi, G.; Basti, A.; Battacharya, R.; Beccherle, R.; Benvenuti, D.; Bianchini, L.; Boccali, T.; Bosi, F.; Bruschini, D.; Castaldi, R.; Ciocci, M. A.; D'Amante, V.; Dell'Orso, R.; Donato, S.; Giassi, A.; Ligabue, F.; Magazzù, G.; Massa, M.; Mazzoni, E.; Messineo, A.; Moggi, A.; Musich, M.; Palla, F.; Parolia, S.; Prosperi, P.; Raffaelli, F.; Ramirez Sanchez, G.; Rizzi, A.; Roy Chowdhury, S.; Sarkar, T.; Spagnolo, P.; Tenchini, R.; Tonelli, G.; Venturi, A.; Verdini, P. G.; Bartosik, N.; Bellan, R.; Coli, S.; Costa, M.; Covarelli, R.; Dellacasa, G.; Demaria, N.; Garbolino, S.; Garrafa Botta, S.; Grippo, M.; Luongo, F.; Mecca, A.; Migliore, E.; Ortona, G.; Pacher, L.; Rotondo, F.; Tarricone, C.; Vagnerini, A.; Ahmad, A.; Asghar, M. I.; Awais, A.; Awan, M. I. M.; Saleh, M.; Calderón, A.; Duarte Campderros, J.; Fernandez, M.; Gomez, G.; Gonzalez Sanchez, F. J.; Jaramillo Echeverria, R.; Lasaosa, C.; Moya, D.; Piedra, J.; Ruiz Jimeno, A.; Scodellaro, L.; Vila, I.; Virto, A. L.; Vizan Garcia, J. M.; Abbaneo, D.; Abbas, M.; Ahmed, I.; Albert, E.; Allongue, B.; Almeida, J.; Barinoff, M.; Batista Lopes, J.; Bergamin, G.; Blanchot, G.; Boyer, F.; Caratelli, A.; Carnesecchi, R.; Ceresa, D.; Christiansen, J.; Daguin, J.; Diamantis, A.; Dudek, M.; Faccio, F.; Frank, N.; French, T.; Golyzniak, D.; Kaplon, J.; Kloukinas, K.; Koss, N.; Kottelat, L.; Kovacs, M.; Lalic, J.; La Rosa, A.; Lenoir, P.; Loos, R.; Marchioro, A.; Mastronikolis, A.; Mateos Dominguez, I.; Mersi, S.; Michelis, S.; Nedergaard, C.; Onnela, A.; Orfanelli, S.; Pakulski, T.; Papadopoulos, A.; Perea Albela, F.; Perez, A.; Perez Gomez, F.; Pernot, J. -F.; Petagna, P.; Piazza, Q.; Robin, G.; Scarfì, S.; Schleidweiler, K.; Siegrist, N.; Sinani, M.; Szidlik, P.; Tropea, P.; Troska, J.; Tsirou, A.; Vasey, F.; Vrancianu, R.; Wlodarczyk, S.; Zografos, A.; Bertl, W.; Bevilacqua, T.; Caminada, L.; Ebrahimi, A.; Erdmann, W.; Horisberger, R.; Kaestli, H. -C.; Kotlinski, D.; Lange, C.; Langenegger, U.; Meier, B.; Missiroli, M.; Noehte, L.; Rohe, T.; Streuli, S.; Androsov, K.; Backhaus, M.; Becker, R.; Bonomelli, G.; Di Calafiori, D.; Calandri, A.; De Cosa, A.; Donega, M.; Eble, F.; Glessgen, F.; Grab, C.; Harte, T.; Hits, D.; Lustermann, W.; Niedziela, J.; Perovic, V.; Reichmann, M.; Ristic, B.; Roeser, U.; Ruini, D.; Seidita, R.; Sörensen, J.; Wallny, R.; Bärtschi, P.; Bösiger, K.; Canelli, F.; Cormier, K.; De Wit, A.; Huwiler, M.; Jin, W.; Jofrehei, A.; Kilminster, B.; Leontsinis, S.; Liechti, S. P.; Macchiolo, A.; Maier, R.; Molinatti, U.; Neutelings, I.; Reimers, A.; Robmann, P.; Sanchez Cruz, S.; Takahashi, Y.; Wolf, D.; Chen, P. -H.; Hou, W. -S.; R. -S., Lu; Clement, E.; Cussans, D.; Goldstein, J.; Seif El Nasr-Storey, S.; Stylianou, N.; Walkingshaw Pass, K.; Harder, K.; Holmberg, M. -L.; Manolopoulos, K.; Schuh, T.; Tomalin, I. R.; Bainbridge, R.; Borg, J.; Brown, C.; Fedi, G.; Hall, G.; Monk, D.; Parker, D.; Pesaresi, M.; Uchida, K.; Coldham, K.; Cole, J.; Ghorbani, M.; Khan, A.; Kyberd, P.; Reid, I. D.; Bartek, R.; Dominguez, A.; Huerta Escamilla, C.; Uniyal, R.; Vargas Hernandez, A. M.; Benelli, G.; Coubez, X.; Heintz, U.; Hinton, N.; Hogan, J.; Honma, A.; Korotkov, A.; Li, D.; Luo, J.; Narain, M.; Pervan, N.; Russell, T.; Sagir, S.; Simpson, F.; Spencer, E.; Tiley, C.; Wagenknecht, P.; Cannaert, E.; Chertok, M.; Conway, J.; Haza, G.; Hemer, D.; Jensen, F.; Thomson, J.; Wei, W.; Welton, T.; Yohay, R.; Zhang, F.; Hanson, G.; Cooperstein, S. B.; Gerosa, R.; Giannini, L.; Gu, Y.; Krutelyov, S.; Sathia, B. N.; Sharma, V.; Tadel, M.; Vourliotis, E.; Yagil, A.; Incandela, J.; Kyre, S.; Masterson, P.; Cumalat, J. P.; Ford, W. T.; Hassani, A.; Karathanasis, G.; Marini, F.; Savard, C.; Schonbeck, N.; Stenson, K.; Ulmer, K. A.; Wagner, S. R.; Zipper, N.; Alexander, J.; Bright-Thonney, S.; Chen, X.; Cranshaw, D.; Duquette, A.; Fan, J.; Fan, X.; Filenius, A.; Gadkari, D.; Grassi, J.; Hogan, S.; Kotamnives, P.; Lantz, S.; Monroy, J.; Niendorf, G.; Postema, H.; Reichert, J.; Reid, M.; Riley, D.; Ryd, A.; Smolenski, K.; Strohman, C.; Thom, J.; Wittich, P.; Zou, R.; Bakshi, A.; Berry, D. R.; Burkett, K.; Butler, D.; Canepa, A.; Derylo, G.; Dickinson, J.; Ghosh, A.; Gonzalez, H.; Grünendahl, S.; Horyn, L.; Johnson, M.; Klabbers, P.; Lei, C. M.; Lipton, R.; Los, S.; Merkel, P.; Nahn, S.; Ravera, F.; Ristori, L.; Rivera, R.; Spiegel, L.; Uplegger, L.; Voirin, E.; Zoi, I.; Dittmer, S.; Escobar Franco, R.; Evdokimov, A.; Evdokimov, O.; Gerber, C. E.; Hackworth, M.; Hofman, D. J.; Mills, C.; Ozek, B.; Roy, T.; Rudrabhatla, S.; Yoo, J.; Alhusseini, M.; Bruner, T.; Haag, M.; Herrmann, M.; Nachtman, J.; Onel, Y.; Snyder, C.; Yi, K.; Davis, J.; Gritsan, A.; Kang, L.; Kyriacou, S.; Maksimovic, P.; Sekhar, S.; Swartz, M.; Vami, T.; Anguiano, J.; Bean, A.; Grove, D.; Salvatico, R.; Smith, C.; Wilson, G.; Ivanov, A.; Kalogeropoulos, A.; Reddy, G.; Taylor, R.; Bloom, K.; Claes, D. R.; Fangmeier, C.; Golf, F.; Joo, C.; Kravchenko, I.; Siado, J.; Iashvili, I.; Kharchilava, A.; Nguyen, D.; Pekkanen, J.; Rappoccio, S.; Akpinar, A.; Demiragli, Z.; Gastler, D.; Gkountoumis, P.; Hazen, E.; Peck, A.; Rohlf, J.; Li, J.; Parker, A.; Skinnari, L.; Hahn, K.; Liu, Y.; Noorudhin, S.; Basnet, A.; Hill, C. S.; Joyce, M.; Wei, K.; Winer, B.; Yates, B.; Malik, S.; Chawla, R.; Das, S.; Jones, M.; Jung, A.; Koshy, A.; Liu, M.; Negro, G.; Schulte, J. F.; Thieman, J.; Dolen, J.; Parashar, N.; Pathak, A.; Ecklund, K. M.; Freed, S.; Kumar, A.; Nussbaum, T.; Demina, R.; Dulemba, J.; Hindrichs, O.; Gershtein, Y.; Halkiadakis, E.; Hart, A.; Kurup, C.; Lath, A.; Nash, K.; Osherson, M.; Schnetzer, S.; Stone, R.; Ally, D.; Fiorendi, S.; Harris, J.; Holmes, T.; Lee, L.; Nibigira, E.; Spanier, S.; Eusebi, R.; D'Angelo, P.; Johns, W.; Harr, R.; Poudyal, N.

doi:10.1088/1748-0221/18/04/P04001

The Large Hadron Collider (LHC) at CERN will undergo major upgrades to increase the instantaneous luminosity up to 5-7.5×1034 cm-2s-1. This High Luminosity upgrade of the LHC (HL-LHC) will deliver a total of 3000-4000 fb-1 of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13-14 TeV. To cope with these challenging environmental conditions, the strip tracker of the CMS experiment will be upgraded using modules with two closely-spaced silicon sensors to provide information to include tracking in the Level-1 trigger selection. This paper describes the performance, in a test beam experiment, of the first prototype module based on the final version of the CMS Binary Chip front-end ASIC before and after the module was irradiated with neutrons. Results demonstrate that the prototype module satisfies the requirements, providing efficient tracking information, after being irradiated with a total fluence comparable to the one expected through the lifetime of the experiment. © 2023 CERN for the benefit of the CMS Tracker collaboration.