تله اندازی یون پرتو الکترونی مواد فیزیک اتمی

تله اندازی یون پرتو الکترونی مواد فیزیک اتمی – ایران ترجمه – Irantarjomeh

مقالات ترجمه شده آماده گروه فیزیک

مقالات ترجمه شده آماده کل گروه های دانشگاهی

مقالات

چگونگی سفارش مقاله

الف – پرداخت وجه بحساب وب سایت ایران ترجمه(شماره حساب)ب- اطلاع جزئیات به ایمیل irantarjomeh@gmail.comشامل: مبلغ پرداختی – شماره فیش / ارجاع و تاریخ پرداخت – مقاله مورد نظر --مقالات آماده سفارش داده شده پس از تایید به ایمیل شما ارسال خواهند شد.

روش جدید تله اندازی یون ها برای پرتو الکترونی در دمای اتاق جهت تحقیقات مواد و فیزیک اتمی

چکیده

یون­ های با بار زیاد در مطالعات اساسی برای بررسی مسائل فیزیک اتمی و پلاسما مورد استفاده قرار می گیرند. در کنار این، کاربرد یون­های با بار خیلی زیاد در مطالعات مواد و دیگر زمینه ها نظیر نانومکانیک و تکنولوژی اطلاعات در سال­های گذشته به صورت چشمگیری افزایش یافته است. در این مقاله نتایج به دست آمده از تله اندازی یون پرتو گرم الکترونی، بدون استفاده از تجهیزات سرمایشی را گزارش می­کنیم. غلظت خاصی از منبع به ما اجازه می­دهد تا پرتو الکترونی متراکمی را در دمای اتاق با چگالی تا A cm^-2240 و فاکتور یونیزاسیون    cm^-210²¹ ×( ۵ ….۲ )  تولید کنیم. یون­هایی نظیر Ar¹⁷⁺  ،   Xe⁴⁴⁺ و Ir⁶⁵⁺   با طیف­سنجی اشعه x آشکارسازی شده اند. ظرفیت بار در حدود ۱۰^۷× ۸ بار بنیادی پیش­بینی شده است.

کلمات کلیدی: منابع یون پرتوی الکترون، یون های با بار بسیار زیاد، یون های ایریدیوم، طیف اشعه ایکس

تله اندازی یون پرتو الکترونی مواد فیزیک اتمی

۱- مقدمه

یون های با بار زیاد و انرژی کم مورد توجه دانشمندان عرصه فیزیک اتمی، فیزیک پلاسما و دیگر تحقیقات اساسی می­باشند. در کنار این همه، برهمکنش ماده چگال با یون های با بار خیلی زیاد که با انرژی کم در حال حرکت هستند به همان اندازه که در کابردهای فناوری مورد توجه قرار گرفته، در مطالعات بنیادی خود فرایند نیز از محبوبیت خاصی برخوردار است. با استفاده از یون­های کند با بار زیاد مسائل زیادی در حوزه نانو ساختارهای یونی و پردازش و ذخیره سازی اطلاعات قابل حل است [۱].

برای فیزیک برهمکنش یون با حالت جامد، در کنار سرعت یون، توزیع الکترونی و تحرک الکترون در جامد، انرژی پتانسیل یون ورودی موضوع مهمی است. یون­هایی که انرژی پتانسیل متفاوت دارند، آسیب های متفاوتی نزدیک سطح هدف وارد می­ کنند، به طوری که کل انرژی یون ها در فرایند آسیب از بین می­رود. اگر فرض کنیم انرژی جنبشی یون­ها کم باشد، آنگاه افزایش انرژی پتانسیل (یون­های با بار بیشتر) باید تأثیرات چشمگیری همانند ساختارهای سطحی متفاوت و یا تغییر در ترکیب سطحی ایجاد کند.

این رفتار به صورت بالقوه می تواند راه­های جدیدی در تکنیک­های تولید ساختارهای مکانیکی با فناوری بالا در سطح های بسیار کوچک و استفاده آن در فناوری­های اطلاعات باز کند.

…

تله اندازی یون پرتو الکترونی مواد فیزیک اتمی

۲- اصل عملکرد WEIBT

طرح توسعه یافته WEIBT   در شکل ۱ نشان داده شده است. طرح تله در یک مقاله پیشین به صورت جزئی توصیف شده است و ما در اینجا فقط به توضیحی کوتاه پیرامون مهمترین جنبه های WEIBT بسنده می­کنیم.

یک تفنگ الکترونی با کاتود آلیاژی تابنده و پروه انس  ۱/۰  یک پرتو الکترونی تولید می­کند که از یک سامانه تمرکزی مغناطیسی عبور می­کند. کاتود در صفر مغناطیسی واقع شده است( ۱۰ گوس در کاتود برای طرح تله).  فشرده سازی پرتو الکترونی در دو حلقه SmO₅ آهنربای دائمی که در بیرون لوله فولاد ضد زنگ کار کذاشته شده است انجام می­شود.

مهمترین عوامل تأثیر گذار در WEIBT   عبارتند از:

• بازه انرژی بین:keV 15-2؛

• بیشینه جریان الکترونی:mA50؛

• چگالی پرتو الکترونی: A/cm²..200؛

• قطر پرتو الکترونی: ۲۰۰؛

• خلأWEIBT : ^10-.. ^8-10؛

• طول تله: mm20؛

• طول دستگاه ۳۰؛

• وزن WEIBT :kg10؛

• فاکتور یونیزاسیون حاصل:cm^-210²¹ (5…2).

برای استفاده از پرتوهای یونی WEIBT در علم مواد یک مزیت ممکن این است که همه یون­ها در پرتوی با قطر کمتر از ۲۰۰[۱۱] ایجاد شده اند. یعنی مطابق قضیه لیوویل امکان تمرکز یون تولید شده روی ناحیه های هدف در همان گستره قطر پرتو وجود دارد که به رسوبگیری خیای قوی در ناحیه های تابش شده منجر می­شود.

تله اندازی یون پرتو الکترونی مواد فیزیک اتمی

۳- تعداد یون­ ها در تله

در آینده کاربرد یونهای با بار زیاد به دست آمده، مورد توجه ویژه ای قرار خواهد گرفت.به همین دلیل، سامانه استخراج یونی که تحت بررسی است هنوز در دسترس قرار نگرفته است. برای محاسبه میزان جریان های یونی که انتطار داریم فرض می­کنیم، ظرفیت تله یون C با

• …                        

تله اندازی یون پرتو الکترونی مواد فیزیک اتمی

۴- طیف سنجی اشعه ایکس یون­های ایریدیوم

برای اطمینان از توانایی دستگاه توصیف شده در تولید یونهای سنگین با بار زیاد،  طیف اشعه ایکس ایریدیوم برای الکترون­های با انرژی keV15  را در فشارهای مختلف تحلیل می­کنیم. طیف اندازه گیری شده اطلاعاتی پیرامون حالت یون­ها درون منبع و همچنین مقدار فاکتورj (j چگالی پرتو الکترونی،  نیمه عمر یون در تله) یونیزاسیون می­دهد. برای مشاهدات طیف سنجی از آشکار ساز Si(Li)  با تفکیک انرژی eV144 در انرژی keV 6 اشعه ایکس، استفاده کرده ایم. کالیبراسیون انرژی طیف سنج با استفاده از خطوط سری برانگیخته K  برای اتم­های C_r، F_e و N_i  انجام شده و به صورت همزمان با اشعه ایکس یون­های ایریدیوم اندازه گیری شده است. بازدهی کالیبراسیون آشکارساز با استفاده از … الکترون در مرجع [۱۲] توضیح داده شده است.

در کار قبلی طیف اشعه ایکس را در سری M در keV37/9=_c E اندازه گرفتیم و یونهای با حالت های باری تا Ir⁵⁹⁺  [۱۱] را در مخلوطی از حالتهای باری یونی پیدا کردیم. اکنون اندازه گیری های ابتدایی در keV15=_c E ما را به این نتیجه رساند که از بررسی خطوط فرایند برانگیختگی مستقیم (DE) در ایریدیوم می­توانیم حالت های باری با Ir⁶⁵⁺  را به دست بیاوریم. متأسفانه در این آزمایش، ما به دلیل پاشندگی انرژی حالت جامد آشکارساز قادر به تفکیک گذار اشعه ایکس از حالت های مجاور یون­های مختلف نیستیم. آزمایش­های متناسب با استفاده از تفکیک بالای طیف سنج پراش بلور در آینده ای نزدیک انجام خواهد شد.

تله اندازی یون پرتو الکترونی مواد فیزیک اتمی

۵- نتیجه گیری

ما یک تله اندازی فشرده یون در دمای اتاق را ارائه کردیم که با اصولی کار می­کند که به ما اجازه می­دهد یون­های با بار خیلی زیاد در یک سیستم تماماً دوره­ای تولید کنیم. استفاده از آهنرباهای دائمی رسیدن فاکتورهای یونیزاسیون به مقدارهایی که یونیزاسیون عمیق ترین حالت های اتمی در عناصر سنگین را امکان پذیر نمیکند را محدود می­کند. ما معتقدیم که برای کاربردهای زیادی این محدودیت مهم نیست زیرا برای بیشتر مسائل در علم کاربردی و فناوری، یونها و حالتهای باری یونهایی مورد نیاز هستند که WEIBT توسعه یافته می تواند در یک روش پایدار و اقتصادی را ارائه بدهد.