Wyniki 1-10 spośród 18 dla zapytania: authorDesc:" MARCIN TUREK"

Symulacje transportu jonów H- wytworzonych przez jonizację powierzchniową


  Systemy wstrzykiwania cząstek neutralnych są uznawane za podstawowe urządzenia umożliwiające ogrzewanie plazmy w urządzeniach do badania syntezy termojądrowej. Źródło jonów D‑ bazujące na wyładowaniu wielkiej częstości z wielootworowym układem ekstrakcyjnym [1] uznane zostało za referencyjne w ramach projektu ITER [2]. Poznanie mechanizmów produkcji, transportu w plazmie i ekstrakcji jonów ujemnych nastręcza nadal wiele trudności [3], a jest konieczne do efektywnego projektowania wydajnych źródeł jonów. Symulacje komputerowe są niezwykle ważnym narzędziem ułatwiającym badania i prace projektowych. Zarówno dwu- [4, 5], jak i trójwymiarowe [6, 7] symulacje procesu transportu jonów umożliwiły wyjaśnienie obserwowanego doświadczalnie [8] efektu wzrostu natężenia prądu jonów ujemnych wraz ze wzrostem strumienia indukcji poprzecznego pola magnetycznego w rejonie ekstrakcji. Mimo iż przeprowadzone zostały także szczegółowe badania transportu i ekstrakcji jonów H- i Dw wielootworowym źródle jonów przy wykorzystaniu programów do śledzenia trajektorii cząstek próbnych w zadanym polu elektromagnetycznym, symulacje samozgodne wykorzystujące metody Particle-In-Cell nadal są stosowane i rozwijane [10, 11]. ++Artykuł zawiera wstępne wyniki symulacji. Omówiono ewolucję potencjału w komorze źródła, zależność średnich wartości potencjału plazmy od napięcia ekstrakcyjnego Vext, jak również charakterystykę prądowo-napięciowa źródła jonów. Omówiono rozkłady gęstości ładunku jonów H-, jak również rozkłady potencjału elektrostatycznego w źródle, uzyskane dla różnych wartości Vext . Zbadany jest wpływ energii początkowej jonów ujemnych na uzyskiwane natężenia prądów jonowych, jak i związek tej wielkości z tempem wytwarzania jonów ujemnych. Model Symulacje przeprowadzono wykorzystując dwuwymiarowy model obejmujący komorę źródła i pojedynczą, płaską elektrodę ekstrakcyjną. Założono, że ściany komory źródła znajdują się na zerowym potencjale, z[...]

Symulacje PIC plazmy w źródle jonów ujemnych DOI:10.15199/48.2016.08.44

Czytaj za darmo! »

W artykule zaprezentowano bazujący na metodzie Particle-In-Cell model numeryczny plazmy w źródle jonów ujemnych. Omówiono wpływ napięcia ekstrakcyjnego na rozkład potencjału i gęstości składników plazmy. Zaobserwowano powstawanie bariery potencjału w pobliżu powierzchni emitującej jony H- , jak również nietypowy (mający dwa maksima) profil gęstości ładunku w ekstrahowanej wiązce jonów H-. Otrzymana na drodze symulacji krzywa prądowo-napięciowa ulega nasyceniu dla napięć ekstrakcyjnych powyżej 20 kV. Abstract. A Particle-In-Cell method based numerical model of plasma inside a negative ion source is presented. Influence of the extraction potential on the distributions of potential and plasma components inside the chamber is considered. A potential barrier neart the H- emitting surface is observed, as well as non-typical (characterised by two peaks) profile of the extracted H- beam. A saturation of the calculated current-voltage is observed for extraction voltages above 20 kV. (PIC simulations of plasma inside the negative ion source). Słowa kluczowe: źródła jonów ujemnych, symulacje komputerowe, metoda Particle-In-Cell Keywords: negative ion sources, computer simulations, Particle-In-Cell method. Wstęp Wytwarzanie wiązek jonów ujemnych o dużym natężeniu prądu jonowego [1] wydaje się być zadaniem niezwykle pilnym m.in. w świetle ich możliwego zastosowania w testowym reaktorze termojądrowym ITER. Systemy wstrzykiwania cząstek nienaładowanych (NBI - Neutral Beam Injection) o mocy rzędu dziesiątek megawatów [2] uznaje się za jedne z najefektywniejszych systemów grzania plazmy w tokamakach, zaś źródła jonów ujemnych H-/D- z wyładowaniem o częstości radiowej wyposażone w wielosiatkowy, wielootworowy system ekstrakcyjny [3] są jego zasadniczymi elementem. Symulacje komputerowe od wielu lat wspierają proces projektowania i optymalizacji źródeł jonowych. W ostatnich latach powstało wiele prac poświęconych modelowaniu źródeł jonów ujemnych i f[...]

Electromagnetic isotope separation in nuclear and solid state physics

Czytaj za darmo! »

Electromagnetic mass-separation involves the deflection of charged particles having different masses by a magnetic field. The atoms of separated substance has to be ionized and accelerated up to several tens or hundreds of keV. The electromagnetic separation is widely used for scientific as well as industrial purposes. The paper presents some chosen applications of the method in the field of nuclear and solid state physics. Moreover, the scope is restricted to research carried out by scientific groups at the Institute of Physics, Maria Curie Sklodowska University (UMCS), Lublin, Poland and at the Joint Institute for Nuclear Research (JINR), Dubna, Russia. The investigations of short-lived rare earth isotopes using on-line and off-line set-ups (nuclear physics) andmodifications [...]

Stanowisko do badania rozpylania jonowego wiązkami średniej energii

Czytaj za darmo! »

Procesem implantacji jonowej nazywamy wbijanie jonów pożądanego pierwiastka do tarczy za pomocą bombardowania jej powierzchni wiązką tych jonów. Technologie wykorzystujące implantację jonową są obecnie szeroko wykorzystywane w wielu dziedzinach nauki i techniki [1]. Podczas bombardowania tarczy wiązką jonów zachodzi również proces konkurencyjny do implantacji, a mianowicie zjawisko rozpylani[...]

Komputerowe modelowanie procesu ekstrakcji wiązki z plazmowego źródła jonów

Czytaj za darmo! »

W artykule przedstawiano badania ekstrakcji wiązki jonowej w numerycznym modelu plazmowego źródła jonów. Uzyskane zostały charakterystyki prądowo-napięciowe, zależności powierzchni menisku plazmy od napięcia ekstrakcyjnego itp. Wprowadzono pojęcia perweancji dynamicznej i efektywnej powierzchni emitującej. Abstract. Study of Ion beam extraction using numerical model of plasma ion source is pres[...]

Źródło jonów dla potrzeb implantacji jonami Al+

Czytaj za darmo! »

Jednym z materiałów wykorzystywanych w technologii wytwarzania elektronicznych przyrządów półprzewodnikowych dużej mocy i odpornych na wysokie temperatury pracy (do 250oC) jest węglik krzemu (SiC). Charakteryzuje się on między innymi dużą wartością przerwy energetycznej (około 3,2 eV w zależności od politypu kryształu), a także wysoką temperaturą topnienia równą 2830oC. Wprowadzanie domieszek do materiału podkładki, celem wytworzenia obszarów typu p i n, może odbywać się różnymi metodami: domieszkowania w trakcie epitaksjalnego wzrostu kryształu (MBE), klasyczną metodą dyfuzji termicznej oraz w wyniku procesu implantacji jonowej. Metoda implantacji jonowej umożliwia dokładne określenie lokalizacji i koncentracji domieszki, co jest trudne do osiągnięcia metodą dyfuzji termiczne[...]

Źródło jonów z parownikiem ogrzewanym przez wyładowanie łukowe. Symulacje komputerowe i eksperymen

Czytaj za darmo! »

W artykule zaprezentowano nowy typ źródła jonów, szczególnie użyteczny w razie potrzeby uzyskania wiązek jonów pierwiastków metalicznych, także trudnotopliwych. Opisano także model numeryczny pozwalający na obliczenia wydajności jonizacji w zależności od parametrów pracy źródła. Przedstawiono wyniki symulacji. Pokazano wybrane doświadczalne charakterystyki źródła, otrzymane dla żelaza i glinu. Abstract. A new type of ion source is presented that is especially useful for metalic ion beams, also in the case of refractory metals. A numerical model enabling ion source efficiency calculations is described and some simulation results are discussed. Ion source characteristics measured for iron and aluminum are presented. (Arc discharge ion source with an evaporator. Computer simulations and experiment). Słowa kluczowe: źródła jonów, symulacje komputerowe, implantacja jonowa, jony pierwiastków metalicznych. Keywords: ion sources, computer simulations, ion implantation, metalic ions. Wstęp Implantacja jonowa jest techniką szeroko stosowaną do modyfikacji własności ciał stałych. Często zachodzi konieczności implantacji jonami pierwiastków metalicznych, o dość wysokiej temperaturze topnienia, przykładem może być wykorzystanie implantacji jonami pierwiastków ziem rzadkich dla potrzeb optoelektroniki [1] oraz spintroniki [2]. Kolejnym wyzwaniem, z jakim musieli zmierzyć się autorzy pracy, było domieszkowanie próbek węglika krzemu (SiC) jonami Al+ w celu wytworzenia warstw typu n [3]. Ze względu na dozy implantacji (rzędu 1016 cm-2), konieczne było zastosowanie źródła jonów wytwarzającego wiązkę jonów pierwiastków metalicznych o odpowiednio wysokim i stabilnym w czasie natężeniu prądu. W tym celu skonstruowano źródło jonów wyposażone w parownik z jonizowaną substancją, podgrzewany wyładowaniem łukowym. Źródło to łączy w innowacyjny sposób zasady pracy źródła jonów typu MEVVA [4] i źródła typu Nielsena [5], wykorzystywanego zazwyczaj do wytwarza[...]

Dwie konstrukcje plazmowych źródeł jonów z parownikiem


  Współczesne technologie mikroelektroniczne, a także metody wytwarzania nowych materiałów dla potrzeb optoelektroniki czy spintroniki, często wymagają implantacji jonami rozmaitych pierwiastków, celem modyfikacji właściwości fizykochemicznych przez domieszkowanie czy wytwarzanie defektów. Wytwarzanie nanostruktur metalicznych i półprzewodnikowych przez rozpylanie powierzchni [1, 2], implantację jonową i następujące po niej wygrzewanie stanowi wyzwanie ze względu na wielkość dawek implantacji (1016-1017 cm-2), potrzebnych do osiągnięcia odpowiednich koncentracji domieszek [3]. Trudności przysparza wytwarzanie wiązek jonów pierwiastków ziem rzadkich, a specyficzne ich właściwości sprawiają że domieszkowane nimi materiały są obiektem zainteresowania ze strony specjalistów zajmujących się spintroniką [4, 5], bądź nowymi źródłami światła [6]. Mimo, iż istnieje wiele innych metod domieszkowania, np. w trakcie epitaksjalnego wzrostu kryształów (MBE), bądź przez dyfuzję termiczną, to implantacja jonowa pozostaje atrakcyjną techniką ze względu na oferowaną szybkość i precyzję lokalizacji i koncentracji domieszki. Istnieje wiele sposobów wytwarzania wiązek jonów pierwiastków występujących zazwyczaj jako ciała stałe [7]. Podstawową techniką jest wytworzenie par substancji roboczej w zewnętrznym piecyku i doprowadzenie ich do komory źródła jonów. Zasadniczą trudnością tej metody jest efektywny transport par oraz konieczność stosowania grzejników o dużej mocy w przypadku substancji o wysokiej temperaturze topnienia. Kolejną popularną metodą jest stosownie związków lotnych takich jak np. chlorki i związki organometaliczne [8], jednakże są one często toksyczne i chemicznie agresywne. Stosuje się też rozpylanie jonowe [9], bądź elektronowe [10], a niekiedy nawet i mechaniczne [11]. Możliwość wytwarzania jonów, w tym wielokrotnie naładowanych, niemal z każdej substancji to zaleta źródeł jonowych wykorzystujących ablację laserową [12]. Niekied[...]

Wytwarzanie jonów podwójnie naładowanych w plazmowym źródle jonów z parownikiem

Czytaj za darmo! »

W artykule omówiono wytwarzanie wiązek jonów podwójnych (As2+, Al2+, Bi2+, Sb2+,Be2+, Mn2+ oraz Ga2+) przy użyciu źródła jonów z parownikiem ogrzewanym wyładowaniem łukowym. Zaprezentowano podstawowe charakterystyki pracy: zależności natężenia prądu jonowego i napięcia anodowego od natężenia prądu wyładowania, natężenia prądu katodowego i indukcji pola magnetycznego. Omówiono także numeryczny model jonizacji w źródle i porównano przewidywane przez ten model wyniki z wynikami eksperymentalnymi. Abstract. The paper describes the production o doubly charged ions (As2+, Al2+, Bi2+, Sb2+, Be2+, Mn2+ and Ga2+) using an arc discharge ion source with an evaporator. Basic characteristics of the ion source are presented, namely the dependences of ion current and anode voltage on the discharge and cathode currents and magnetic field flux density. A numerical model of ionization in the ion source is also discussed and its predictions are compared to the experimental results. (Production of doubly charged ions in a plasma ion source with an evaporator). Słowa kluczowe: źródła jonów, implantacja jonowa, jony podwójnie naładowane. Keywords: ion sources, ion implantation, doubly charged ions. Wstęp Jony wielokrotnie naładowane wykorzystywane są w rozmaitych dziedzinach badań: umożliwiają m. in. efektywne wytwarzanie nanostruktur na powierzchniach bombardowanych ciał stałych [1, 2], pozwalają uzyskiwać duże współczynniki rozpylania powierzchni [3]. Jony podwójnie naładowane (i w wyższych stanach ładunkowych) stosowane są także w procesie implantacji jonowej [4, 5] - energia n-krotnie naładowanego jonu wynosi En = nUe, gdzie e - ładunek elementarny, a U - napięcie przyspieszające w implantatorze. Wykorzystanie jonów wielokrotnie naładowanych jest więc najprostszą, nie wymagającą żadnych zmian konstrukcyjnych metodą zwiększenia zasięgu implantacji. Najczęściej [6] stosowane źródła służące do wytwarzania jonów wielokrotnie naładowanych bazują na cykl[...]

Production of rare earths ion beams in arc discharge ion source using their oxides DOI:10.15199/48.2016.08.43

Czytaj za darmo! »

Production of rare earth's ions from using their oxides and carbon tetrachloride (CCl4) vapor is described. Mechanism of internal chemical synthesis of rare earth’s chlorides is proposed. Working characteristics like dependences of ion currents on discharge and filament current, magnetic flux density as well as CCl4 flux are presented and discussed in order to find optimal working parameters. The separated currents of 18 A, 5 A, 3 A and 12 A were obtained for Eu+, Gd+, Ho+ and Pr+, respectively. Streszczenie. W atykule opisana jest metoda wytwarzania wiązek jonów pierwiastków ziem rzadkich wykorzystująca ich tlenki i pary czterochlorku węgla (CCl4). Zaproponowano także wyjaśnienie mechanizmu wewnętrznej syntezy chlorków ziem rzadkich. Celem znalezienia optymalnych parametrów pracy rozpatrywanane są charakterystyki robocze źródła, takie jak zależności natężenia prądów jonowych od natężeń prądu wyładowania, grzania katody, indukcji magnetycznej zewnętrznego magnesu jak również nacieku CCl4. Otrzymano rozseparowane wiązki jonów Eu+, Gd+, Ho+ i Pr+ o natężeniach odpowiednio 18 A, 5 A, 3 A i 12 A. (Wytwarzanie wiązek jonów ziem rzadkich z wykorzystaniem ich tlenków). Keywords: ion sources, ion implantation, rare earths. Słowa kluczowe: źródła jonów, implantacja jonowa, pierwiastki ziem rzadkich. Introduction Ion implantation is one of the most popular methods of material properties modification, e.g. is widely used in semiconductor industry, but could be also useful for the modification of tribological properties of solids [1], improving their chemical resistance [2], formation of nanostructures [3, 4] in semiconductors or polymers [5]. In order to cope with the diversity of needs, a variety of ion source designs as well as ion beam production procedures are developed [6, 7]. Rare earths are widely used in automotive and power industries as well as in microelectro[...]

 Strona 1  Następna strona »