КОМПЛЕКС ДЛЯ ЛОКАЛЬНОЙ ИОННОЙ ИМПЛАНТАЦИИ И ЭЛЕМЕНТНОГО МИКРОАНАЛИЗА С ВЫВОДОМ ИОННОГО ПУЧКА В АТМОСФЕРУ

На базе ионного ускорителя -2500 изготовлен и апробирован измерительный комплекс для локального элементного анализа, состоящий из устройства вывода ионного пучка в атмосферу на основе конического стеклянного капилляра и спектрометра характеристического рентгеновского излучения (ХРИ). Измерены угловые зависимости коэффициента пропускания протонного пучка с энергией 150–250 кэВ через конусообразные капилляры с выходными диаметрами 5 и 10 мкм. Показано, что прохождение протонов через капилляр носит пороговый характер и определяется степенью зарядки его внутренней поверхности. Исследованы токовые и энергетические характеристики ионного пучка, выведенного в атмосферу. Показано, что величина выходного тока может изменяться от 0,5 до 3 нА и энергия ионов практически равна энергии исходного пучка. Измерены энергетические спектры ХРИ при атмосферном давлении от различных материалов, включая и костную ткань. Показано, что интенсивности выходного пучка достаточно для достоверного определения элементного состава исследуемых образцов.

1. Focucing of MeV ion beams by means of tapered glass capillary optics / T. Nebiki [et al.] // J. Vac. Sci. Technol. – 2003. – A21. – P. 1671−1674.

2. Taper angle dependence of the focusing effect of high energy heavy ion beams by glass capillaries / T. Nebiki [et al.] // Nucl. Inst. Meth. – 2008. – B266. – P. 1324–1327.

3. Komarov, F. F. Peculiarities of Swift Proton Transmission through Tapered Glass Capillaries / F. F. Komarov, A. S. Kamyshan, V. V. Pi l’ko // Acta Physica Polonica A. – 2011. – Vol. 120, N 1. – P. 16–18.

4. Nebiki, T. In-air PIXE analysis by means of glass capillary optics / T. Nebiki, H. Robir, T. Narusawa // Nucl. Inst. Meth. – 2006. – B249. – P. 226–229.

5. Lemell, C. Interaction of charged particles with insulating capillary targets – The guiding effect / C. Lemell, J. Burgdцrfer, F. Aumayr // Prog. Surf. Sci. – 2013. – Vol. 88. – Р. 237–278.

6. Converging of Argon Cluster Ion Beams with a Glass Capillary / T. Ikeda [et al.] // Appl. Phys. Lett. – 2006. – Vol. 89. – Р. 163502.

7. Komarov, F. F. A fine structure in angular distributions of protons transmitted through insulating capillaries / F. F. Komarov, A. S. Kamyshan, Gz. Karwat // Vacuum. – 2009. – Vol. 83. – P. 51–53.

8. Fujita, N. Development of In-Air-RBS method with tapered glass capillary/N. Fu????jita, K. Ishi ,H. Ogawa // J. of Physics. Conference Series (Online). – 2009. – Vol. 194 (14). – [1 p.]; ISS N 1742-6596.