Un nuevo sistema de análisis de haz de iones MeV enfocado de alto rendimiento
Autores: Möller, Sören; Höschen, Daniel; Kurth, Sina; Esser, Gerwin; Hiller, Albert; Scholtysik, Christian; Dellen, Christian; Linsmeier, Christian
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2021
Acceso abierto
Artículo científico
2021
Un nuevo sistema de análisis de haz de iones MeV enfocado de alto rendimiento
Categoría
Gestión y administración
Subcategoría
Gestión del conocimiento
Palabras clave
Análisis
IBA
Detectores
Configuración
Técnico
RBS
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 18
Citaciones: Sin citaciones
El análisis de la composición material mediante análisis por haz de iones (IBA) se está convirtiendo en un método estándar, similar a la microscopía electrónica. Existe un conjunto de métodos IBA, de los cuales la combinación de emisión de rayos X inducida por partículas (PIXE), análisis de rayos gamma inducidos por partículas (PIGE), análisis de reacciones nucleares (NRA) y espectrometría de retrodispersión de Rutherford (RBS) proporciona el análisis más completo de toda la tabla periódica en una sola medición. Sin embargo, para un análisis IBA altamente resuelto y preciso, se requiere una configuración técnica sofisticada que integre los detectores, la óptica del haz y la disposición de la muestra. Una nueva estación final desarrollada e instalada en el Forschungszentrum Jülich proporciona estas capacidades en combinación con un alto rendimiento de muestras y precisión en los resultados. Las tolerancias mecánicas limitan la precisión del dispositivo al 3% para RBS. La bomba continua permite una presión base de 5 x 10 mbar con amplitudes de vibración < 0.1 um. La óptica del haz logra una desmagnificación de 24-34, adecuada para el análisis de microhaz. Un manipulador en vacío permite escanear áreas de muestra de 50 x 50 mm^2 con una precisión de 10 nm. La configuración cuenta con los detectores IBA mencionados anteriormente, lo que permite una amplia gama de aplicaciones de análisis, como el análisis operando de baterías o el análisis post-mortem de muestras expuestas a plasma con hasta 3000 puntos discretos por día. Aberturas personalizadas y resoluciones de energía de hasta 11 keV permiten la separación de Fe y Cr en RBS. Este trabajo presenta las soluciones técnicas junto con la cuantificación de estos desafíos y su éxito en forma de una referencia técnica.
Descripción
El análisis de la composición material mediante análisis por haz de iones (IBA) se está convirtiendo en un método estándar, similar a la microscopía electrónica. Existe un conjunto de métodos IBA, de los cuales la combinación de emisión de rayos X inducida por partículas (PIXE), análisis de rayos gamma inducidos por partículas (PIGE), análisis de reacciones nucleares (NRA) y espectrometría de retrodispersión de Rutherford (RBS) proporciona el análisis más completo de toda la tabla periódica en una sola medición. Sin embargo, para un análisis IBA altamente resuelto y preciso, se requiere una configuración técnica sofisticada que integre los detectores, la óptica del haz y la disposición de la muestra. Una nueva estación final desarrollada e instalada en el Forschungszentrum Jülich proporciona estas capacidades en combinación con un alto rendimiento de muestras y precisión en los resultados. Las tolerancias mecánicas limitan la precisión del dispositivo al 3% para RBS. La bomba continua permite una presión base de 5 x 10 mbar con amplitudes de vibración < 0.1 um. La óptica del haz logra una desmagnificación de 24-34, adecuada para el análisis de microhaz. Un manipulador en vacío permite escanear áreas de muestra de 50 x 50 mm^2 con una precisión de 10 nm. La configuración cuenta con los detectores IBA mencionados anteriormente, lo que permite una amplia gama de aplicaciones de análisis, como el análisis operando de baterías o el análisis post-mortem de muestras expuestas a plasma con hasta 3000 puntos discretos por día. Aberturas personalizadas y resoluciones de energía de hasta 11 keV permiten la separación de Fe y Cr en RBS. Este trabajo presenta las soluciones técnicas junto con la cuantificación de estos desafíos y su éxito en forma de una referencia técnica.