Формирование и создание ионного микропучка

    Исследовательские работы направлены на создание технологии и прототипа устройства вывода в атмосферу микропучка заряженных ионов с помощью цилиндрических и конических диэлектрических каналов. Технология призвана упростить работу с пучками заряженных частиц на производстве, в материаловедении, в медицине и в биологических исследованиях.
    Традиционные методы диафрагмирования для получения микропучка приводят к появлению примесных ионов в пучке и искажению основных характеристик пучка, вследствие его соприкосновения с внутренними краями щелей и перезарядке. Кроме того, невозможно получить микропучок ускоренных многозарядных ионов хорошей интенсивности, т.к. магнитные или электростатические оптические системы требуют, чтобы исходный пучок имел очень маленький эмиттанс.
    Предлагаемая нами методика формирования пучка с помощью цилиндрических и конических диэлектрических каналов позволяет получить достаточно интенсивный пучок ускоренных многозарядных ионов с минимальными искажениями, что облегчает его дальнейшее применение в различных приложениях. Одним из ключевых преимуществ предлагаемой технологии является возможность применять ионно-пучковые методики без необходимости помещения исследуемых образцов в вакуум.
    В настоящее время нами ведутся работы по созданию прототипа устройства вывода в атмосферу микропучка заряженных ионов с помощью цилиндрических и конических диэлектрических каналов на ускорителе AN-2500 для формирования микропучка с помощью конического диэлектрического капилляра с тонким выходным окном.
Создана конструкция и изготовлены детали всех устройств компонентов. Сконструирован и изготовлен оконечный узел ионного тракта, в котором крепится конический микрокапилляр. Модернизирован источник питания электростатической системы отклонения пучка ионов гелия с энергией 2 МэВ на 30 градусов. Приобретены приборы для изготовления конических, стеклянных, закрытых капилляров и освоена технология изготовления капилляров с необходимой геометрией. Вся созданная установка является полностью оригинальной конструкцией для получения микропучка. 
    В настоящее время конический диэлектрический капилляр используется для фокусировки пучка только в одной лаборатории в мире, в японском научном центре RIKEN (The Institute of Physical and Chemical Research).

Работа выполняется при поддержке гранта РФФИ 13-02-00949 А.

Оконечный узел ионопровода с микрокапилляром.

Новая линия на ускорителе: 
1 - юстируемый стол из двух конструкций; 
2 - камера с электростатическим анализатором, отклоняющим пучок вниз на 30 градусов: 
3 - камера предварительной юстировки; 
4 - камера мониторирования и дополнительной юстировки пучка; 
5 - ионопровод с системой визуального контроля: 
6 - реверсивный микроскоп: 
7 - юстируемый стол с тремя степенями свободы для установки на нем микроскопа.