Wyniki 1-7 spośród 7 dla zapytania: authorDesc:"DARIUSZ MĄCZKA"

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[...]

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[...]

Formation of molecular ion beams for ion implantation purposes


  Ion implantation has found a wide utility both in technology and scientific research. This method is based on the penetration of ions, accelerated to the energy from tens to hundreds of keV (nowadays to a few MeV) into a solid. Interaction of quick ions with the surface of solid targets causes many effects, such as sputtering of target material, electron emission, chemical reactions, excitation and ionization of target atoms, shift of lattice atoms from their equilibrium positions and, first of all, implantation of incident atoms into the lattice of the targets. As a result, changes in physicochemical properties of bombarded materials are observed. In the case of metal targets these changes concern mainly the tribologycal properties, such as friction, hardness, wearability and the geometric structure of the irradiated surface (for example, roughness). All the above-mentioned properties are important in many fields of science and technology, such as precision mechanics, optics, nuclear power and even medicine. Thus, it is obvious that ion implantation plays an important role in the modern world. Implantation into solid targets is carried out at special facilities, called ion implanters [1]. However, in many cases of implantation, it is possible to use electromagnetic isotope separators, designed mainly for nuclear physics purposes [2]. Although the ion current limit is appropriate for implantation purposes in such separators, very often the ion energy region does not meet the experimental requirements since the accelerating voltage used in separators is usually 30…100 keV. To increase the implantation energy in mass-separators it is recomended to use multicharged ions for which E = neU, where n is the ionization order, e is the electron charge, U is the ion accelerating voltage. On the other sides for low energy implantation it is possible to use molecular ions (usually diatomic molecules), as on hitting a target, the mo[...]

Wyznaczanie rozkładów głębokościowych domieszek metodą PIPE


  Jednym z ważnych zagadnień w inżynierii materiałów jest wyznaczanie rozkładów głębokościowych i koncentracji domieszek w ciałach stałych. Z różnym powodzeniem stosuje się w tym celu wiele metod doświadczalnych, takich jak: spektroskopia jonów wtórnych (SIMS) [1], spektroskopia rozpraszania rutherfordowskiego (RBS) [2], spektroskopia elektronów Augera (AES) [3], czy wykorzystanie znaczników radioaktywnych [4]. Kolejną metodą jest spektroskopia fotonów wzbudzanych bombardowaniem jonowym (PIPE). Polega ona na rejestracji i analizie promieniowania elektromagnetycznego, zazwyczaj w zakresie widzialnym i ultrafiolecie, powstałego w trakcie zjawisk zachodzących w czasie naświetlania powierzchni ciała stałego strumieniem jonów o energii od kilku do kilkuset kiloelektronowoltów. W trakcie bombardowania ciała stałego jonami, oprócz ich implantacji, zachodzi także, niekiedy bardzo intensywne, rozpylanie jego materiału. Spora część wybitych z tarczy atomów bądź molekuł jest w stanach wzbudzonych i przechodzi do stanu podstawowego emitując promieniowanie będąc w pewnej odległości od próbki. Świecenie to obserwowane jest w postaci jasnej poświaty, której rozciągłość wiąże się z czasami życia stanów wzbudzonych rozpylonych atomów i ich prędkościami. Obserwacja intensywności emisji charakterystycznych linii pierwiastka-domieszki podczas długotrwałych naświetleń, w trakcie których zachodzi erozja coraz to głębiej położonych warstw tarczy, pozwala na wyznaczanie m.in. profilu głębokościowego domieszki. Układ pomiarowy Stanowisko eksperymentalne służące do badania promieniowania optycznego emitowanego z tarczy bombardowanej wiązką jonów (PIPE), zbudowano na bazie implantatora jonów UNIMAS- 79. Składa się ono z komory eksp[...]

Influence of Penning ionization on ion source efficiency - numerical simulations DOI:10.15199/48.2018.07.29

Czytaj za darmo! »

Ion source efficiency is a crucial parameter in mass and nuclear spectrometries as well as in other fields. A variety of ion production mechanisms (including electron impact ionization, surface ionization, photon ionization etc.) is described and employed in ion sources of different designs [1]. In many cases one of these processes can usually be considered as the dominant one, i.e. the one that contributes the most to the ionization yield of the ion source, as e.g. electron impact ionization in the arc discharge ion sources or surface ionization in the hot cavities. There could be, however, additional or concurrent processes that affect the performance of the ion source and could e.g. produce ions that are impossible to be created by the main mechanism, or contribute to the ion source yield to a great extent. It was experimentally shown that the electron impact ionization takes place in the thermoemission ion sources [2] resulting e.g. in multiply charged ion production, which is impossible in the surface process. The fact that the electron impact ionization could be an important (or even dominant) ion production channel in the hot cavity ion source was demonstrated by numerical simulations for both stable [3] and radioactive nuclides [4, 5]. Similarly, free electron capture is the only ionization mechanism that leads to SF6- ion formation in the hot surface ion source [6]. It is also known that two different H- (or D-) ion production processes occur in large intensity negative ion sources developed for the ITER plasma heating purposes [7, 8], namely surface and volume ionization channels [9]. The influence of the Penning effect on the efficiency of the plasma ion sources was also intensively studied [10-12]. It was found that using a carrier gas like He or Xe could improve ion source efficiency several times due to the Penning ionization during the collisions of Hg atoms with metastable carrier gas atoms. The paper descr[...]

 Strona 1