Repository of the Academy's Library

Plazmafizikai kutatások ECR ionforrással = Plasma physics research by ECR ion source

Biri, Sándor and Jánossy, András and Kenéz, Lajos and Suta, Tibor and Takács, Endre (2007) Plazmafizikai kutatások ECR ionforrással = Plasma physics research by ECR ion source. Project Report. OTKA.

[img]
Preview
PDF
42729_ZJ1.pdf

Download (1200Kb)

Abstract

Az ATOMKI eredetileg nagytöltésű nehézionok előállítására készült elektron-ciklotronrezonanciás (ECR) ionforrásában fullerén (C60) plazmákat állítottunk elő. Magát az ionforrást is jelentősen átalakítottuk, így a világon eddig publikált legmagasabb intenzitású fullerénion nyalábokat kaptuk: (C60+)-ból 500 nA, (C60++)-ból 1500 nA. C60+Fe és C60+N keverékplazmákat tanulmányoztunk, a kivont ionnyalábban a normál fullerénnél nagyobb tömegű részecskéket detektáltunk. Nyalábspektrum-analízisek, ESR és TEM vizsgálatok kimutatták, hogy e részecskék között olyan molekulák is vannak, melyben N, ill. Fe kapcsolódik különbözőképpen C58, C59 és C60 széngömbökhöz. Az ECR-plazma tehát alkalmas fullerének és más anyagok szintézisére. Ar, Xe és Fe plazmákról röntgenfelvétel sorozatokat készítettünk, a plazma ionjainak tér- és energiaeloszlását vizsgáltuk. Hagyományos és emissziós Langmuir-szondákkal a plazma helytől függő paramétereit (sűrűség, potenciál) vizsgáltuk. Kifejlesztettünk egy programcsomagot (TrapCAD), mellyel igen nagyszámú (pl. 10^5) elektron mozgása és energiaváltozása tanulmányozható és követhető grafikusan is az ECR és hasonló ionforrásokban. Az ECR ionforrást jelentősen átalakítottuk, mostantól két különböző üzemmódban használható. Alapkiépítésben a berendezés továbbra is kisméretű, magas ionizáltsági fokú nehézionplazmákat állít elő, melyből nagytöltésű ionnyalábok vonhatók ki. Az új elrendezésben nagyméretű, de kevésbé lefosztott plazmákat kapunk. Ekkor a berendezés elsősorban anyagkutatásra, plazma-felület kölcsönhatások tanulmányozására alkalmas. A világon ez az első ilyen kétfunkciós ECR-berendezés. | C60 plasmas were produced in the ATOMKI electron cyclotron resonance (ECR) ion source which was originally constructed for the production of highly charged heavy ions. After significant modifications the ever published highest intensities of fullerene ion beams were recorded: 500 nA of (C60)+ and 1500 nA of (C60)++. C60+Fe and C60+N mixture plasmas were studied, in the extracted beam spectra heavier particles than the normal fullerenes, were detected. Beam spectra analysis, ESR and TEM investigations showed that among these particles there were molecules in which N, or Fe were connected by different ways to C58, C59 and C60 carbon balls. This proved that the ECR plasma is suitable to synthesize fullerenes with other materials. X-ray photos were made of Ar, Xe and Fe plasmas and the spatial and energy distribution of the plasma ions were studied. Some local plasma parameters (density, potential) were investigated by traditional and emission-type Langmuir-probes. We developed a code (TrapCAD) to simulate and follow graphically the movement and energy evolution of large number (e.g. 10^5) of electrons in ECR and similar ion sources. The ECR ion source was significantly transformed and from now it can be used in two different working modes. In basic configuration the facility delivers the usual small size, highly charged heavy ion plasmas from which highly charged ion beams can be extracted. In the new arrangement large size, but less ionized plasmas are obtained. This mode is convenient for material research and for plasma-surface investigations. This is the first ECR facility in the world with such two functions.

Item Type: Monograph (Project Report)
Uncontrolled Keywords: Fizika
Subjects: Q Science / természettudomány > QC Physics / fizika
Depositing User: Mr. Andras Holl
Date Deposited: 08 May 2009 11:00
Last Modified: 30 Nov 2010 21:30
URI: http://real.mtak.hu/id/eprint/767

Actions (login required)

View Item View Item