Пучок ионный — Получение

На рис. 1.6 показаны границы поля, соединяющие точки входа луча в поле, удовлетворяющие условию (1.17) идеальной фокусировки для различных 0. Как видно, конфигурации границ. магнитного поля, обладающего свойством идеальной фокусировки, для сильно расходящихся пучков ионов имеют сложную форму. Создание специальных полюсных наконечников для получения подобной конфигурации поля связано с большими техническими трудностями. [c.19]

Из приведенных выше различных способов получения положительных ионов широко используются только ионизация с помощью высокой температуры и ионизация бомбардировкой электронным пучком. Ионные источники указанных типов при определенных геометрических и электрических параметрах дают пучки ионов, удовлетворяющие предъявляемым требованиям по разбросу начальных скоростей, и имеют достаточную интенсивность. В реальных условиях их работы разброс начальных скоростей не превыщает 1 в, что вполне допустимо для прибора среднего класса, у которого используются ионы с энергией не ниже 1000 эв. Другие способы ионизации не позволяют получать необходимую однородность и эффективность пучка ионов, поэтому источники с использованием эффекта термоионной эмиссии и электронного пучка получили наибольшее распространение. [c.62]

Пучок ионный — Получение 441 Пушка аксиальная 430 [c.488]

Одного монослоя примесных атомов достаточно для ослабления адгезионного взаимодействия. Вместе с тем для получения и сохранения атомарно чистых поверхностей необходим вакуум порядка 10 Па и очистка (обычно пучком ионов инертного газа) от окислов и адсорбционных слоев. В абсолютном большинстве технологических процессов такие условия недостижимы и нерентабельны. Альтернативный путь — разрушение поверхностных слоев в процессе или непосредственно перед образованием адгезионного соединения методами, рассмотренными при обсуждении активации поверхностей. [c.17]

Ионные источники. Получение ионных пучков само по себе является целой наукой. Объем этой книги не позволяет раскрыть этот вопрос даже поверхностно. Мы ограничимся простым перечислением основных типов ионных источников, постоянно используемых на практике. [c.472]

Одним из методов получения нейтральных пучков с энергией выше нескольких вольт является метод перезарядки, основанный на переходе заряда от нейтральных атомов к хорошо коллимированному пучку ионов, проходящему через нейтральный газ. При значениях энергии ниже приблизительно 100 эв вероятность перехода энергии настолько мала (для большинства газов), что уже начинает проявляться влияние фона (ср. гл. 4). [c.476]

О. и. Н используются для получения пучков протонов высокой энергии ( Мэв) в т. и. перезарядных генераторах (см. Ускорители заряженных частиц). Для инжекции ионов Н в эти установки разработаны источники, дающие, напр., сфокусированный пучок ионов Н с силой тока до 70 мка при энергии 25 кэе. [c.570]

Таким образом, производство медленных нейтронов несложно. Естественно, возникла задача изучения их свойств, что осуществляется со времени их открытия и по сегодняшний день все более мощными средствами. Первые опыты производились методом поглощения, путем отбора медленных нейтронов. Когда говорят о медленных нейтронах, не нужно полагать, что все они имеют одинаковую скорость скорость всех их мала, но неодинакова. Их можно разделить на полосы по скоростям или по энергиям одни, скажем, несколько более быстрые, другие несколько более медленные. Первые указания на особые свойства медленных нейтронов по отношению к поглощению были получены в опытах по поглощению, которые мы здесь описывать не будем в настоящее время такие опыты производятся гораздо более мощными методами. Укажем теперь способы производить медленные нейтроны с одинаковой скоростью, т. е. монохроматические нейтроны, имеющие одинаковую энергию. Есть два способа получения монохроматических нейтронов. Первый из них основывается на применении искусственного источника, например циклотрона. Этот метод состоит в следующем. В циклотроне получается поток ионов, падающих на бериллиевую мишень. В момент падения они рождают нейтроны. Но в циклотроне можно так модулировать источник, чтобы облучение не происходило непрерывно, а совершалось через определенные промежутки времени. Надо открывать источник только на короткие мгновения через правильные промежутки времени, что достигается электрической модуляцией. Таким путем в циклотроне получаются прерывистые пучки ионов, которые, падая на бериллиевую мишень, дают мгновенные волны нейтронов, с модуляцией, регулируемой по произволу. Когда эти нейтроны замедляются, например в парафине, и затем падают на детектор, помещенный на некотором расстоянии, то ясно, что из всех замедленных нейтронов первыми придут на парафин замедлившиеся меньше, а последними — замедлившиеся больше. Отбирая электрическими методами те, которые пришли через определенный интервал времени, мы получаем нейтро- [c.107]

Вследствие этого сила тока высокоскоростных ионов, получаемого этим косвенным способом, сравнима с силами токов, обычно получаемых методами прямого ускорения с применением высокого напряжения. Более того, фокусирующее действие приводит к образованию очень узких ионных пучков (с диаметром поперечного сечения менее 1 мм), являющихся идеальными для экспериментального изучения процессов межатомных столкновений. Гораздо меньшее значение имеет вторая особенность метода, заключающаяся в применении простого и весьма эффективного способа корректировки магнитного поля вдоль траектории ионов. Это дает возможность легко добиться эффективной работы прибора с очень высоким коэффициентом усиления (т. е. отношением конечного эквивалентного напряжения ускоренных ионов к приложенному напряжению). Вследствие изложенного описываемый метод уже на его нынешней стадии развития представляет собой высоконадежный и экспериментально удобный способ получения высокоскоростных ионов, требующий относительно скромного лабораторного оснащения. Более того, проведенные опыты показывают, что этот косвенный метод многократного ускорения уже сейчас создает реальную возможность для получения в лабораторных условиях протонов с кинетическими энергиями свыше 10 эВ. С этой целью в нашей лаборатории монтируется магнит с площадками полюсов диаметром 114 см. [c.146]

Циклотроны используются также для получения пучков дейтронов, а-частиц, тяжелых многократно ионизованных ионов, таких, как углерод, азот, кислород. В последнем случае удается получать энергии до нескольких сотен МэВ, так как из-за большой массы ионов релятивистские поправки для них становятся существенными при более высоких (чем для протонов) энергиях. [c.473]

Из четырех видов зондирующих потоков частиц (электроны, ионы, нейтральные частицы и фотоны) электронные пучки для исследования поверхностей твердых тел начали применяться раньше и значительно шире других. Это связано с простотой получения электронных р чков заданной энергии плотности, а также с легкостью фокусировки их в зонд малого диаметра на поверхности. Электронный луч в современных зондовых устройствах можно фокусировать до единиц и даже долей нанометра, т е. инструмент по размерам приближается к атомным. На настоящий момент электронно-зондовые методы анализа по областям применения и распространенности преобладают как в научных исследованиях, так и в современных производственных лабораториях [72], [c.151]

Пучковый нагрев. Широко используются для Н. п. пучки атомов водорода (и его изотопов) с энергией от десятков кэВ до неск. МэВ. Применяются именно атомарные, а не ионные пучки, т. к. они легко проникают в сильное магн. поле. Попадая в плазму, быстрые атомы превращаются в воны (вследствие ионизации и перезарядки) и, т. к. их ларморовский радиус мал по сравнению с поперечным размером плазмы, остаются в ней и постепенно передают свою энергию частицам плазмы в результате кулоновских столкновений. Энергию пучка подбирают из условия, чтобы глубина проникновения быстрых атомов в плазму, определяемая процессами ионизации и перезарядки, была сравнима с характерным размером плазмы. Для получения атомарных пучков сначала в газоразрядном ионном истопнике создают медленные ионы водорода (или его изотопов), затем их ускоряют до нужной энергии и, наконец, пропускают через перезарядную мишень (обычно облако газообразного водорода), где быстрый ион нейтрализуется в реакции перезарядки. [c.237]

П. с ионизацией газа электронным пучком не получили широкого распространения в связи с большой сложностью необходимого оборудования. Установка с таким П. содержит сложные системы преобразования первичного пост, напряжения питания в высокое, вакуумные системы, электронную пушку, систему ввода пучка в зону повышенного давления, камеру нагрева и ионизации газа, а также системы управления, защиты и коммутации. Но несмотря на сложность, П. с электронным пучком используются для нек-рых спец, целей в связи с наличием у них ряда принципиальных преимуществ по сравнению с П. с электрич. разрядом возможность генерации неравновесной ( холодной ) плазмы с наименьшей энергетич. ценой иона, отсутствие загрязнений плазмы материалами эрозии электродов, возможность применения разл. рабочих тел и получения высоких темп-р с умеренными тепловыми нагрузками на стенки и др. [c.617]

Экспериментальные методы требуют достаточно пи-тенсивных пучков релятивистских ядер. Для ускорения ядер обычно используют модифициров. синхротроны протонные. Получение пучков ионов с максимально возможным зарядом осуществляется либо предварит, ускорением малозарядных ионов, получаемых от обычных ионных иеточнинов с последующей полной обдиркой электронов на твёрдых и газообразных мишенях, Либо путём использования спец, ионных источников, в к-рых образуются голые ядра (необходимо для устойчивого ускорения). Запуск в Дубне ускорителя Нуклотрон (1992) в сочетании с синхрофазотроном даёт возможность ускорения ядер вплоть до и при высоких пространственно-временных характеристиках пучков. [c.338]

Кроме получения ионов непосредственно из источника, возможен и др. метод генерации высокозарядных ионов. Ускоренные тяжёлые ионы при прохождении через тонкую мишень (газовую или твердотельную) в результате взаимодействия с атомами мишени теряют часть электронов и увеличивают своё зарядовое состояние. При равновеской толщине мишени прошедшие частицы имеют заряды Z, распределённые вокруг нек-рого среднего, равновесного заряда по нормальному закону Гаусса F(Z = = ( ld /2n) xp[- Z- j2d ]. Равновесный заряд Z определяется атомным номером ускоренной частицы и её скоростью (энергией). Величина равновесного заряда растёт с энергией ионов, а дисперсия распределения d падает с её увеличением. Этот метод получения высокозарядных тяжёлых ионов, называемый обдиркой, широко используется и является основой для создания больших ускорительных комплексов разл. типов, позволяющих получать пучки ионов в большом диапазоне масс и энергий. [c.197]

Имплантация атомами отдачи и ионное перемешивание. Эти методы являются разновидностями ионной имплантации и основаны на том, что эффект изменения свойств связан с внедрением не первичных высокоэнергетических ионов в легируемый материал, а атомов отдачи, например, из тонкой пленки, предварительно нанесенной на обрабатываемое изделие. В результате возможно для получения различных сплавов пользоваться одним и тем же источником и сортом ионов, например тяжелым инертным газом. Эффективное легирование и перемешивание достигаются при более низких дозах и энергиях, чем в методе прямой импланта ии. Существенный недостаток имплантации атомами отдачи—распыление поверхностной пленки при бомбардировке преодолевается с развитием метода динамического перемешивания, когда поверхность одновремеико подвергается воздействию пучка ионов [c.76]

Источники ионов. Разработано большое число источников ионов разных типов, однако широкое применение нашли лишь несколько источники Пеннинга, Фримана, Кауфмана, дуаплаз-матроны, магнетроны [26, 157, 174]. Можно выделить следующие важнейшие требования к источнику 1) возможность получения высокоинтенсивных пучков ионов (десятки и сотни миллиампер) 2) возможность и степень ионизации атомов твердых тел, в том числе тугоплавких 3) высокая надежность. Проще обстоит дело с созданием интенсивных пучков газовых ионов, получаемых, например, в столкновениях атомов или молекул газа с пучком электронов [104]. Ионы летучих веществ можно получить аналогичным способом, нагревая соответствующий материал. Возможный путь получения интенсивных пучков нелетучих веществ—распыление поверхности ионами инертных газов с последующей ионизацией выбитых частиц. Трудности создания мощного источника явились одной из предпосылок интенсивного развития методики имплантации атомами отдачи. В последнее время появились сообщения о создании источников, позволяющих формировать однородные пучки газовых ионов с сечением до 0,5 м с интенсивностью 30—100 мА и более. [c.86]

Реже для исследования зернограничной сегрегации применяют метод спектроскопии обратного рассеяния ионов [31, 272]. В этом случае пучок ионов или с энергией 2 МэВ, полученный в ускорителе Ван де Граафа, ударяет в поверхность межзеренного излома. Часть ионов, проникших в приповерхностный слой, испытывает обратное рассеяние на атомах образца. При заданном угле рассеяния энергия рассеянных ионов связана с массой рассеивающих атомов чем больше масса, тем выше энергия. Приме> ение этого метода ограничено тем, что он позволяет с удовлетворительной чувствительностью определять сегрегацию только тех элементов, атомы которых тяжелее атомов матрицы. Кроме тогр, его разрешение по глубине (с 100 атомных слоев) значительнохуже чем у методов фотоэлектронной и Оже-спектроскопии. Однако метод спектроскопии обратного рассеяния ионов имеет и свои преимущества он прямо, без какого-либо пересчета и без использования эталонов, дает количественные результаты его чувствительность для тьжелых элементов (например, сурьмы в железе) даже выше, чем в случае Оже-спектроскопии большая глубина проникновения обладающих высокой энергией ( 2 МэВ) первичных ионов в поверхностный слой образца позволяет проводить прямой анализ зернограничной сегрегации на глубинах более нескольких первых атомных слоев без каких-либо опасений по поводу загрязнения анализируемой поверхности остаточными газами. Следовательно, проведение анализа этим методом не требует ни разрушения образца в камере спектрометра, ни поддержания сверхвысокого вакуума. Метод спектроскопии обратного рассеяния ионов с успехом применен в серии работ [31, 276], посвященных изучению зернограничной сегрегации сурьмы в марганцовистых сталях. [c.33]

В ходе приведенного обсуждения мы подчеркнули значение основной теоремы электронной и ионной оптики, полученной впервые Бушем [1] в 1926 г. Интересно, что первая электронная линза была изготовлена Е. Вихертом еще в 1899 г. Д. Габор повторил это открытие в 1924 г.. Вскоре появились последователи, а в 1931 г. М. Кнолль и Е. Руска построили первый электронный микроскоп. Спустя два года Е. Рус-ке удалось показать, что электронный микроскоп имеет более высокое разрешение, чем его оптический прототип. Последующие десятилетия засвидетельствовали ошеломляющий прогресс в данной области. Появились новые приложения, такие, как катодно-лучевые трубки, микроволновые генераторы и генераторные лампы, ускорители частиц, спектрометры, различные электронно- и ионно-лучевые устройства и технологии, что потребовало создания новых подходов, лучше сформированных и более мощных пучков. В наше время сложнейшие аналитические инструменты наряду с электронно- и ионно-лучевой литографией и тестированием определяют основные стимулы к дальнейшему развитию. Но всему этому положило начало от- [c.193]

На базе энергоблока ЭР224 создан энергоблок М57/58 для применения совместно с газовой электронно- и ионно-лучевыми пушками. Газовая пушка СА-458 формирует пучок ионов или электронов из плазмы газового разряда. В качестве плазмообразующего газа используется воздух, аргон или гелий. Энергоблок применяется при сварке химически активных металлов со значительным коэффициентом испарения. Пушка СА-458М (рис. 6.31) предназначена для получения пучков ионов инертных газов при обработке изделий высокоактивных металлов, имплантации атомов инертных газов в поверхностный слой изделий. [c.448]

Наличие И. среди нерадиоактивных элементов было впервые обнаружено Дж. Дж. Томсоном (1912 г.) при анализе каналовых лучей в разрядной трубке, наполненной неоном, методом парабол . (Этот метод, основанный на измерении отклонения пучка ионов в параллельных полях — электрическом и магнитном, — в последнее время был усовершенствован П. Зееманом.) Более подробные сведения о нерадиоактивных И. были получены после того, как Ф. Астон построил (1919 г.) спектрограф массовый (см.). Этот изобретенный Астоном способ анализа каналовых лучей в настоящее время применен и усовершенствован также и рядом других авторов. Этим методом было исследовано большое количество элементов, причем сведения об изотопической структуре элементов, полученные т. обр., ежегодно пополняются. Первым и самым важным результатом этих исследований является то, что все атомные веса И. являются приблизительно целыми числами. В настоящее время этот факт объясняется тем, что ядра всех химических элементов состоят из протонов и нейтронов (см. Атом), которые имеют приблизительно одинаковую массу. [c.8]

Второй вариант метода времени пролета — метод мигающего ускорителя — был предложен в 1938 г. американским физиком Альварецом. В основе метода лежит получение пульсирующего пучка медленных нейтронов при помощи ускорителя (в первых опытах — циклотрона), работающего в импульсном режиме. Если дугу источника ионов, например дейтонов в циклотроне, периодически включать на короткое время Дто, то с тем же периодом в циклотроне будут возникать ускоренные дейтоны. Поставив на пути дейтонов бериллиевую мишень, можно получить [c.339]

К настоя1щему времени существуют три основные группы методов получения аморфных материалов а) нанесение на подложку путем распыления (испарение в вакууме, напыление, электролитическое осаждение, осаждение в разряде и т. д.) 6) быстрое охлаждение расплава (превращение капли или тонкой струи расплава в пленку или ленту и охлаждение за счет теплообмена с металлической подложкой, раздробление жидкого металла газовой струей и охлаждение образовавшейся массы в газовом потоке, жидкой среде или на твердой поверхности, вытягивание микропровода в стеклянной оболочке, расплавление поверхности лазерным или электронным пучком и охлаждение за счет теплообмена с нерасплавленной частью материала и т. д.) в) ионная имплантация. [c.274]

Характерная особенность высококонцентрационной имплантации-получение из одного источника импульсно-периодических пучков ускоренных ионов и плазменных потоков, что дает возможность воздействовать на обрабатываемую поверхность чередующихся ионных пучков и потоков плазмы для осаждения покрытия. При этом за счет атомного перемешивания удается компенсировать распыление поверхности и повысить концентрацию внедряемой примеси. [c.262]

Получение рентгеновых лучей осуществляется при помощи рентгеновских трубок, которые в зависимости от способа получения электронного (катодного) пучка разделяются на электронные и ионные. [c.153]

В ионных трубках для получения электронного пучка используется ионизация находящегося в трубке разреженного газа (воздуха) при столкновении атомов и ионов друг с другом и с электронами в поле тока высокого напряжения. Ионные трубки допускают замену анода и катода, но при этом также требуется наличие вакуумной установки для создания необходимой степени разрежения ( — 10 3 мм рт. ст.). Ионные трубки менее удобны в обращении, чем электронные, но они вполне обеспечивают работу по структурному анализу. Лучше всех зарекомендовала себя ионная трубка Хаддинга (фиг. 24). Металлический корпус трубки имеет двойные стенки для охлаждения проточной водой. [c.153]

Пути решения проблемы. В проблеме получения больших автоэмиссионных токов, а, следовательно, и использования автокатодов с большой рабочей площадью, решающую роль играет геометрическая неоднородность микровыступов по рабочей поверхности катода. С помощью интегральной технологии удается достичь достаточной равномерности радиусов закруглений эмиттирующих центров, см. например [220, 221]. Однако неизбежно присутствующие при автоэмиссии адсорбция остаточных газов и ионная бомбардировка приводят к неодинаковому изменению радиусов закругления микровыступов или, если следовать терминологии уравнения Фаулера—Нордгейма, форм-фактора. Это приводит к перегрузке отдельных микровыступов, их взрывному испарению, разряду между катодом и анодом, и, как следствие, к деградации катода. В случае автокатодов из углеродных материалов геометрическую однородность эмиттирующих микровыступов создать практически невозможно. Поэтому основным инструментом, выравнивающим эмиссионные характеристики поверхности автокатода, является формовка, о чем уже неоднократно упоминалось. Однако, как показано выше, простая формовка для автокатодов большой площади не приносит желаемых результатов. Это связано, по-видимому, не только с большой неравномерностью микро-, но и макроповерхности катода, а также с изменениями расстояния анод—катод, которые при их малой величине играют очень большую роль. Один из наиболее перспективных на сегодняшний день путей решения этой проблемы состоит в разделении катода на электрически изолированные фрагменты, индивидуальной формовке каждого фрагмента и сдвиге вольт-амперных характеристик фрагментов в заданный допуск (естественно, в более высоковольтной области) [214]. Такие операции осуществляются с помощью вычислительно-управляющих комплексов на базе ЭВМ путем снятия вольт-амперных характеристик до токов, бйльших первоначального значения для формовки, после чего производится повторная формовка автокатода. После ее окончания вольт-амперная характеристика в области больших токов практически не изменяется (в координатах Фаулера—Нордгейма), а в области минимальных токов — сдвигается до попадания в требуемый допуск. При параллельном включении обработанных таким образом автокатодов наблюдалось полное сложение токов в полученной многоэмиттерной системе, т. е. в пределах флуктуаций общий ток равен сумме токов эмиссии каждого из катодов [222]. На основании указанных операций получен [214 ( автоэмиссионный ток 100 мА в непрерывном режиме с 9 автоэлектронных катодов из пучков углеродных волокон диаметром 70 мкм. Расстояние анод—катод 1,5 мм, давление остаточных газов 5 -10 Па. Предельный ток до формовки системы из 9 катодов не превышал 2 мА. В результате индивидуальной формовки каждый из катодов обеспечивал эмиссионный ток на уровне 10—15 мА. Вольт-амперные характеристики всех [c.157]

Эксперименты с Д. п. позволяют определять энергии СВЯ.ЭИ с матрицей адсорбиров. частицы. Д. п. применяют для холодной очистки острий в полевой эмиссионной микроскопии, как один из методов получения интенсивных ионных пучков, напр, в ионных источниках масс-спектрометров. Д. п. и испарение полем — осн. про- [c.585]

При энергиях дейтонов, значительно превышающих 100 кэВ, перезарядка полошит, ионов становится неэффективной. Для получения атомарных пучков с большей энергией используются отрицат. ионы водорода они также извлекаЕотся из спец, ионного источника, ускоряются, а затем обдираются до нейтральных атомов в газовой мишени. Таким способом получают пучки атомов с энергией в сотни кэВ и планируют получать пучки с энергией св. 1 МэВ. Достоинством метода Н. п. атомарными пучками является хорошая контролируемость процесса нагрева, недостатком — высокая стоимость соответствующих систем нагрева (особенно при больших энергиях инжекции). [c.237]

Смотреть страницы где упоминается термин Пучок ионный — Получение : [c.249] [c.224] [c.199] [c.148] [c.177] [c.232] [c.877] [c.78] [c.229] [c.241] [c.75] [c.197] [c.120] [c.155] [c.167] [c.207] [c.207] [c.207] [c.208] [c.209] [c.411] [c.412]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...