Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Jonizacja izotopów radioaktywnych w gorącej wnęce o kształcie stożka

Turek M.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 7

66--69

PL

Prezentowany jest model jonizacji we wnęce stożkowatej, uwzględniający rozpad promieniotwórczy i przyleganie cząstek do ścianek. Rozpatrywane są różne kształty wnęki: zarówno mocno wydłużone, jak i bardziej kompaktowe. Badano zależności wydajności jonizacji od okresu półrozpadu i średniego czasu przylegania. Wykazano, że wnęka wydłużona jest efektywniejsza w przypadku izotopów stabilnych, w przypadku izotopów krótkożyciowych wydajniejsza jest wnęka kompaktowa. Badano też zależność wydajności jonizacji od rozmiaru otworu ekstrakcyjnego.

EN

Model of ionization in a conical hot cavity taking into account radioactive decay and sticking of particles to the cavity walls is presented. Both elongated and compact cavity shapes are considered. Dependences of ionization efficiency on nuclide half-life and mean sticking time were under investigation. It is shown that long cavity is effective in the case of stable isotopes, while compact shapes prevail for the short-lived species. Changes of ionization effciency with the size of extraction opening were also studied.

2

Influence of Penning ionization on ion source efficiency – numerical simulations

Turek M., Mączka D., Droździel A., Pyszniak K., Vaganov Y., Węgierek P.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 7

116--119

EN

The numerical model of ionization in the plasma ion source taking the electron impact and Penning effect into account is presented. The influence of the Penning effect on the ionization efficiency is under investigation - it is shown that the carrier gas could improve ionization efficiency several times compared to the pure electron ionization case. Changes of the yield from the Penning ionization are investigated as a function of carrier gas concentration, ionization degree and concentration of carrier gas atoms in the metastable state.

PL

Przedstawiony jest model źródła jonów uwzględniający jonizację Penninga i elektronami. Zastosowanie gazu nośnego skutkujące zachodzeniem jonizacji Penninga może zwiększyć wydajność jonizacji nawet kilkukrotnie. Zbadano zmiany wydajności jonizacji od koncentracji gazu nośnego, atomów w stanie metastabilnym i stopnia jonizacji plazmy.

3

Operation modes of the FALCON ion source as a part of the AMS cluster tool

Girka O., Bizyukov A., Bizyukov I., Gutkin M., Mishin S.

Nukleonika

|

2015

|

Vol. 60, No. 2

327--330

EN

The paper investigates the options to increase the production yield of temperature compensated surface acoustic wave (SAW) devices with a defi ned range of operational frequencies. The paper focuses on the preparation of large wafers with SiO2 and AlN/Si3N4 depositions. Stability of the intermediate SiO2 layer is achieved by combining high power density UV radiation with annealing in high humidity environment. A uniform thickness of the capping AlN layer is achieved by local high-rate etching with a focused ion beam emitted by the FALCON ion source. Operation parameters and limitations of the etching process are discussed.

4

Źródło jonów dla potrzeb spektroskopii jądrowej wykorzystujące plazmę generowaną strumieniem elektronów

Turek M., Maczka D., Słowiński B., Yushkevich Y., Pyszniak K., Zubrzycki J.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2013

|

R. 89, nr 5

290-293

PL

Zaprezentowano konstrukcję źródła jonów z plazmą generowaną strumieniem elektronów a także omówiono warunki pracy w reżymach on-line i off-line. Zaletą źródła jest jego dość duża wydajność (rzędu 2-5 % dla pierwiastków trudnolotnych) osiągana dzięki powstaniu pułapki potencjału w komorze jonizacyjnej. Przedstawiono oszacowania krytycznych warunków pracy zapewniających powstanie tej pułapki, a także optymalnej temperatury roboczej katody oraz ograniczenia narzucane przez konstrukcję źródła na okresy półrozpadu jonizowanych nuklidów.

EN

Construction of the electron beam generated plasma ion source is presented as well as its working conditions in the on-line and off-line modes. The advantage of the source is its relatively high ionization efficiency (~2-5% for refractory metals) achieved due to the existence of the potential trap inside the ionization chamber. The estimations of the critical working parameters leading to the formation of the trap and the estimation of the optimal cathode temperature are given. The constraints imposed by the construction details on ionized nuclide half-life are discussed.

5

Charakteryzacja diod p-i-n wytworzonych metodą implantacji warstw epitaksialnych 4H-SiC jonami glinu

Kwietniewski N., Pazio K., Sochacki M., Szmidt J., Droździel A., Kulik M., Prucnal S., Pyszniak K., Rawski M., Turek M., Żuk J.

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2009

|

Vol. 50, nr 6

32-35

PL

W pracy opisano wytwarzanie i charakteryzację diod p-i-n wytwarzanych w strukturach epitaksjalnych 4H-SiC. W celu uzyskania warstw typu p⁺ wykonano 4-krotną implantację jonami Al przy całkowitej dawce 7,1 · 10¹⁴ cm⁻2² dla uzyskania prostokątnego rozkładu głębokościowego. Implantację prowadzono przy temperaturze tarczy 500°C z użyciem implanatora jonów UNIMAS wyposażonego w plazmowe źródło jonów naszej konstrukcji. Zaimplantowany materiał został następnie wygrzany w argonie przez 20 min. w t = 1600°C. Przeprowadzono badania rozkładów głębokościowych SIMS oraz rozpraszania mikro-ramanowskiego. Z pomiarów metodą c-TLM wyznaczono wartości rezystancji charakterystycznej kontaktów. Pomiary Halla wykazały, że koncentracja nośników w warstwie implantowanej p⁺ o grubości 350 nm zawiera się w przedziale 3...4 · 10¹⁸ cm⁻³ Gęstość prądu wytworzonych diod osiąga maksymalną wartość 220 A/cm² przy polaryzacji w kierunku przewodzenia 10 V, natomiast napięcie przebicia zawiera się w granicach 550...600 V.

EN

We report on fabrication and characterization of 4H-SiC p-i-n diodes. In order to obtain p⁺ -type layer, a four energy Al box-like profile was implanted with atotal fluence of 7,1 • 10 ¹¹ cm ⁻² at 500°C, using the UNIMAS ion implanter equipped with a plasma ion source of our construction. Implanted material was subsequently annealed for 20 min at 1600°C in argon. SIMS depth profiling and micro-Raman scattering investigations we re performed. The values of specific contact resistance were determined by the c-TLM method. The performed Hall measurements have shown that 350 nm thick p⁺ layers are characterized by carrier concentration of 3...4 • 10 ¹⁸ cm ⁻³. The fabricated diodes have probed forward current density up to 220 A/cm² at 10 V forward drop and 550...600 V breakdown voltages.

6

Sensitivity analysis of divergence of ion beam with respect to changes of shape of acceleration grid in Kaufman type ion sources

Rońda J., Osiński D.

Computer Methods in Materials Science

|

2009

|

Vol. 9, No. 1

104-109

EN

Kaufman-type ion sources are used in wide range of ion surface modification processes. Ion implantation techniques development and their industry application e.g. in medical implants production, special wear resistant cutting tools or bioactive coatings, increases need of simulation studies of ion sources, which are one of the most significant devices used in ion implementation systems. Simulation in this matter is mainly directed to ion sources used in space propulsion research. There is not many scientific papers which show models of ion sources used in surface engineering. Ion sources modeling seems to be broad area for future research. In ion sources construction and physical phenomenas splitting ion source into two regions: discharge chamber and grids zone is very convenient. Physical phenomena modeling is much easier after separation of this two zones. Ion beam forming and acceleration takes place in grids zone. Output ion source parameters like: energy and ion beam shape depend mainly from acceleration and screen grid parameters. Energy of ion beam is determined by electrical potentials of the grids. Ion beam spatial distribution is determined by shape of the grids. Acceleration and screen grid geometry changes due to erosion processes caused by ion impingement. Grid shape change analysis on ion beam properties is interesting practical problem for ion sources users. Computer simulation of ion beam extraction is invaluable help in ion optics systems design and analysis. It allows analysis cost reduction and investigation of physical processes in working ion source. There are many codes developed for ion optics simulation and design, but results comparison leads to conclusion that the best accuracy is obtained by Boundary Element Method. Numerical analysis of influence of grids shape on electromagnetic field distribution and charged particles trajectories in Kaufman-type ion sources used in surface ion implantation processes was investigated in this study. Computational model of ion source grid, realized with commercially developed program CPO is described in this paper. Based on Boundary Element Method CPO program allows to calculate ion trajectories with taking into consideration space charge effects and Coulomb forces influence on ion beam characteristics. Geometrical model includes impact of erosion caused by ion impingement. Analysis does not take into account erosion processes dynamics. Simulation input are geometrical data based on experimental investigation of ion source grid wear. Taking into account ion impingement on ion source grid can be next step in ion beam extraction model improvement.

PL

Źródła jonów typu Kaufmana znajdują zastosowanie w procesach jonowej modyfikacji powierzchni. W perspektywie rozwoju technik implantacji jonowej na potrzeby przemysłu, między innymi produkcji implantów biomedycznych, narzędzi skrawających i tnących jak również powłok bioaktywnych, zauważa się potrzebę badań symulacyjnych układów sterowania maszyn do implantacji jonów. Źródła jonów są podstawowym elementem systemów do napylania jonowego i ich automatyczne sterowanie ze wspomaganiem komputerowym jest aktualnym problemem dla konstruktorów obrabiarek do nano-obróbki powierzchni. Niestety, tylko niewielka grupa prac badawczych dotyczy modelowania źródeł jonów używanych w procesach inżynierii powierzchni. Zagadnienia związane z modelowaniem źródeł jonów mogą być obiektem przyszłych badań. W analizie budowy oraz opisie zjawisk fizycznych występujących w źródłach jonów pomocny jest podział źródła jonów na dwie strefy: strefę komory wyładowczej oraz strefę siatek. Modelowanie zjawisk fizycznych zachodzących w źródłach jonów jest znacznie łatwiejsze po rozdzieleniu tych dwóch obszarów. W strefie siatek źródła jonów następuje sformowanie oraz przyspieszenie wiązki jonowej. Parametry wyjściowe źródeł jonów: energia oraz kształt wiązki jonowej, zależą głównie od parametrów siatek przyspieszającej i ekranującej. Na energię wiązki jonowej mają wpływ wielkości potencjałów elektrycznych przyłożonych do siatek. Rozkład przestrzenny wiązki jonowej zależy od kształtu siatek. Geometria siatki ekranującej i przyspieszającej zmienia się na skutek erozji siatek wywołanej uderzeniami jonów o siatki. Analiza wpływu zmian kształtu siatek na właściwości strumienia jonów stanowi ważny praktyczny problem dla użytkowników i projektantów źródeł jonów. Symulacja komputerowa ekstrakcji strumienia jonów stanowi nieocenioną pomoc w projektowaniu oraz analizie systemów optyki jonowej. Pozwala na oszczędność wynikająca ze zmniejszenia kosztów analizy oraz szczegółowe badanie procesów fizycznych zachodzących podczas pracy źródła. Dotychczas stworzono wiele programów komputerowych do projektowania układów optyki jonowej, jednak porównanie otrzymanych wyników prowadzi do wniosku, że największą dokładnością odznaczają się programy wykorzystujące Metodę Elementów Brzegowych. Przedmiotem pracy jest analiza numeryczna wpływu kształtu siatek na rozkład pola elektromagnetycznego oraz na trajektorię cząstek naładowanych w kaufmanowskich źródłach jonów używanych w procesach jonowej implantacji powierzchni. W pracy przedstawiono wyniki dotyczące wpływu wielkości promienia otworu siatki przyśpieszającej na dywergencje wiązki jonów. Wyniki otrzymano używając programu CPO firmy CPO Ltd. Program bazujący na Metodzie Elementów Brzegowych pozwala na obliczanie trajektorii jonów z uwzględnieniem rozkładu przestrzennego ładunku oraz określenie wpływu oddziaływań kulombowskich na rozkład przestrzenny wiązki jonowej.

7

The TSL 6.4 GHz ECR ion source – status, improvements and measurements

van Rooyen D., Wessman D.

Nukleonika

|

2003

|

Vol. 48,suppl.2

99-104

EN

The TSL 6.4 GHz ECR ion source performs reliably and is well optimized for the various ion species that are routinely provided for experiments. Beam intensities are comparable with other similar sources but at the lower end of the spectrum. We are thus investigating a number of methods of improvement. The development of a micro-oven for low melting point materials was successfully concluded. Further development is needed to improve the consumption rate in order to enable more effective use of expensive isotopes. Measurements with operation of the source in the after-glow mode were successful but the pulse to pulse reproducibility should be further improved. Although the maximum gain compared to the CW mode is satisfactory, accomplishing a higher factor would be even more advantageous for beams delivered to CELSIUS. A systematic study of various parameters was started in order to find optimal operating conditions running in the after-glow mode

8

Status of the Warsaw ECR ion source and injection line

Sudlitz K., Kulczycka E., Filipiak B., Górecki A.

Nukleonika

|

2003

|

Vol. 48,suppl.2

105-108

EN

A room temperature home built 10 GHz ECR ion source delivers beams of B, C, N, O, F, Ne, S, Ar to the Cyclotron U200-P. The same ion source has also been used for surface irradiation of the solids. To upgrade the ion source and increase the ion current in the cyclotron an oven for evaporation of solid materials has been constructed and a two gap buncher has been installed in the injection line. Some new observations on the influence of the extraction system on the ion beam current will be presented.

9

Recent development in ECR sources

Bieth C., Kantas S., Sortais P., Kanjilal D., Rodrigues G.

Nukleonika

|

2003

|

Vol. 48,suppl.2

93-98

EN

Recent developments and improvements on the ECR ion source family at PANTECHNIK S.A. are presented. A lot of work has been done in the Ion Implantation Technology with the MICROGAN IndustryŽ source: more than 3 mA have been produced on B1+, P1+ and few hundred žAe on charge state 3+, 4+. Three other developments are described in this paper: a) the construction of the first source using high temperature superconducting coils (30 K) PKSUSŽ - Space Cryomagnetics (UK), in collaboration with NSC (New Delhi); b) the construction of the PHOENIX ECR source (used in the “1+/n+” process for radioactive beam) for different laboratories; c) and the first results on PK 2.45 (a cheap source working at 2.45 GHz) able to produce high current of monocharged beam. We will also present some special products for beam acceleration and diagnosis.

10

R&D of ECR ion sources: news and perspectives

Gammino S.

Nukleonika

|

2003

|

Vol. 48,suppl.2

73-79

EN

The future accelerators need ion beams with higher charge state and higher current. This demand will be met by the “third generation Electron Cyclotron Resonance Ion Sources” (ECRIS) which will make use of improved plasma confinement by means of higher magnetic field and of higher microwave frequency, thus boosting the performance of nowadays ECRIS operating at the frequency of 14 and 18 GHz. The possibility to obtain confining fields exceeding 4 tesla, by means of special design of NbTi superconducting magnets, open the way to a new operational domain, at the typical frequencies of gyrotrons, above 28 GHz, with plasma densities never achieved before in ECRIS (1013 cm–3 and higher). The test of SERSE at 28 GHz, confirming the theoretical frame on which the third generation ECR sources design is based, will be presented; a synthetic review of the new generation ECRIS is carried out, with a particular emphasis on the design of the GyroSERSE source. Finally, the scheme of an innovative hybrid source will be outlined and a short description of the ECLISSE (Electron Cyclotron Resonance ion source Coupled to a Laser Ion Source for charge State Enhancement) experiment is hereinafter presented.

11

A hollow cathode discharge modification as a of sputtered atoms and their ions

Zhechev D., Tileva S., Mishinsky G. V., Zhemenik V. I.

Opto-Electronics Review

|

2001

|

Vol. 9, No. 4

419-422

EN

A nonconvectional hollow cathode discharge (HCD) modification grounded on a conical bottom (CB) cylindrical cathode is reported. this CBHCD enhances the main HCD property, i.e., the sputtering of the cathode surface/probe inserted. Comparative polarisation measurements with a conventional flat bottom HCD show a stronger narrowing of the Hanle signal width for the sputtered Cu atoms in CBHCD.This their density is higher in CBHCD. This result is specified by the redial optogalvanic profile. It contains two peaks of the mentioned density, i.e., near the cylindrical cathode surface and over the cone peak. Some preliminary examinations of CBHCD as an ion source in three arrangements are performed and discussed.