Production of rare earths ion beams in arc discharge ion source using their oxides

• Autorzy: Turek M. , Droździel A. , Pyszniak K. , Prucnal S.

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2016.08.43

Warianty tytułu

PL

Wytwarzanie wiązek jonów ziem rzadkich z wykorzystaniem ich tlenków

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

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.

PL

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.

Słowa kluczowe

EN

ion sources; ion implantation; rare earths

PL

źródła jonów; implantacja jonowa; pierwiastki ziem rzadkich

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2016
• Tom: R. 92, nr 8
• Strony: 158--161
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz., rys.

Twórcy

autor

Turek M.

• Instytut Fizyki, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, pl. Marii Curie-Skłodowskiej 1, 20-031 Lublin

autor

Droździel A.

• Instytut Fizyki, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, pl. Marii Curie-Skłodowskiej 1, 20-031 Lublin

autor

Pyszniak K.

• Instytut Fizyki, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, pl. Marii Curie-Skłodowskiej 1, 20-031 Lublin

autor

Prucnal S.

• Instytut Fizyki, Uniwersytet Marii Curie-Skłodowskiej w Lublinie, pl. Marii Curie-Skłodowskiej 1, 20-031 Lublin

Bibliografia

• [1] Budzyński P., Youssef A.A., Kamieńska B., Influence of nitrogen and titanium implantation on the tribological properties of steel Vacuum 70 (2003), 417
• [2] Abreu C.M., Cristóbal M.J., Figueroa R., Pena G. Influence of molybdenum ion implantation on the localized corrosion resistance of a high strength aluminium alloy Corrosion Science 54 (2012), 143
• [3] Prucnal S., Glaser M., Lugstein A., Bertagnolli E., Stoegger- Pollach M., Zhou S., Helm M., Reichel D., Rebohle L., Turek M., Żuk J., Skorupa W., III-V semiconductor nanocrystal formation in silicon nanowires via liquid-phase epitaxy Nano Research 7 (2014), 1796
• [4] Prucnal S., Zhou S.-Q., Ou X., Reuther H., Liedke M.O., Muecklich A., Helm M., Zuk J., Turek M., Pyszniak K., Skorupa W., InP nanocrystals on silicon for optoelectronic applications, Nanotechnology 23 (2012), 485204
• [5] Popok V.N., Ion implantation of polymers: formation of nanoparticulate materials Rev. Adv Mater. Sci 30 (2012), 1
• [6] Brown I.G., The Physics and Technology of Ion Sources, Wiley,Weinheim, 2004
• [7] Zhang H., Ion Sources, Science Press Beijing and Springer Verlag Berlin Heidelberg 1999
• [8] Prucnal S., Sun J.M., Muecklich A., Skorupa W., Electrochem. Flash lamp annealing vs rapid thermal and furnace annealing for optimized metal-oxide-silicon-based light-emitting diodes, Solid-State Lett. 10 (2007), H50
• [9] Nazarov A.N., Tiagulskyi S.I., Tyagulskyy I.P., Lysenko V.S., Rebohle L., Lehmann J., Prucnal S., Voelskow M., Skorupa W., The effect of rare-earth clustering on charge trapping and electroluminescence in rare-earth implanted metal-oxidesemiconductor light-emitting devices, J. Appl. Phys., 107 (2010), 123112
• [10] Sun J. M., Prucnal S., Skorupa W., Helm M., Rebohle L, Gebel T., Increase of blue electroluminescence from Ce-doped SiO2 layers through sensitization by Gd3+ ions, Appl. Phys. Lett. 89 (2006), 091908
• [11] Prucnal S., Sun J. M., Skorupa W., Helm M., Switchable twocolor electroluminescence based on a Si metal-oxidesemiconductor structure doped with Eu, Appl. Phys. Lett., 90 (2007), 181121
• [12] Brown I. G., Feinberg B., Galvin J.E., Multiply stripped ion generation in the metal vapor vacuum arc J. Appl. Phys. 63 (1988), 4889
• [13] Chao L.C., Steckl A.J., Development of an Er-Ni liquid alloy ion source Journal Of Vacuum Science & Technology B 17 (1999), 1056
• [14] Bischoff L., Teichert J., Liquid metal ion source working with an Er70Fe22Cr5Ni3 alloy, J. Phys. D: Appl. Phys. 33 (2000), L69
• [15] Evtukhov R.N., Belykh S.F., Redina I.V., Transition and rareearth metal ion sources, Rev. Sci. Instr. 63 (1992), 2463
• [16] Turek M., Prucnal S., Droździel A., Pyszniak K., Arc discharge ion source for europium and other refractory metals implantation, Rev. Sci. Instr, 80 (2009), 043304
• [17] Turek M., Droździel A., Pyszniak K., Prucnal S., Mączka D., Production of Mo+ Beams Using an Arc Discharge Ion Source Acta Physica Polonica A 125 (2014), 1388
• [18] Matsuo T., Miyake K., Simple method for Fe+ ion production in a microwave ion source, J. Vac. Sci. & Techn. A 13 (1995), 2138
• [19] Turek M., Prucnal S., Droździel A., Pyszniak K., Versatile plasma ion source with an internal evaporator, Nucl. Instr. Meth. B 269 (2011), 700
• [20] Turek M., Droździel A., Pyszniak K., Prucnal S., Mączka D., Yushkevich Yu., Vaganov Yu., Plasma Sources of Ions of Solids, Instrum. Exp. Tech. 55 (2012), 469
• [21] Turek M., Droździel A., Pyszniak K., Prucnal S., Compact hollow cathode ion source with an internal evaporator, Nucl. Instr. Meth. A 654 (2011), 57
• [22] Van der Avert P., Podkolzin S. G., Manoilova O., de Winne H., Weckhuysen B. M., Low-Temperature Destruction of Carbon Tetrachloride over Lanthanide Oxide-Based Catalysts: From Destructive Adsorption to a Catalytic Reaction Cycle, Chemistry 10 (2004), 1637
• [23] Michael J.V., Lim I.P., Kumaran S.S., Kiefer J.H., Thermal Decomposition of Carbon Tetrachloride, J. Phys. Chem. 97 (1993), 1914
• [24] Pomiro F.J., Fouga G.G., Bohe A.E., Kinetic Study of Europium Oxide Chlorination, Metallurgical And Materials Transactions B 44b (2013), 1509

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.