串列加速器-子注入机-射电镜联机系统的建立

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
"卷第#期 ! 第! * * +年" "月 !)







$ % & ’ ! "! ( % ’ # ( % < ’ ) * * +
, % . / 01 2 3 4 0 / 3 2 0 38 2 9: 3 0 ; 2 % & % 5 67 5 6
串列加速器 离子注入机 透射电镜 . . 联机系统的建立
" @ + + ’ , ’ . $ ( .; C ( . $ ( . = + 5 ( ( , ( 5 # % + #! D & 5 "6 " % 7 ’ . # % $ D & 5 "! @ * * + )! : 5 % " -# 3! )> 3 3!
’ ! ! = : ’ 3 & % ’ : ; 3O / 4 M -8 2 9 3 . C / . & 8 2 3 4 C : 1E / 2 3 4 O 8 0 3M M 3 ./ 2R ; / 2 8 0 % 2 M / M / 2 O8 N 6 5% ! ! )a"’ + E$8 2 9 3 .8 0 0 3 & 3 4 8 % 4 8) * *S $/ % 2/ . & 8 2 3 4 8V = * *4 8 2 M . / M M / % 23 & 3 0 4 % 2 N 3" . / 0 4 % M 0 % : 1E# 8 2 9; 3P 3 8 .4 8 2 M % 4 M M 3 .! Q 8 M3 M 8 P & / M ; 3 94 3 0 3 2 & ’ F . 4 % < 3 C N N 6 6 N ! . 3 2 M% 2; 3 0 % . % 2 3 2 O 8 0 / & / / 3 MQ 3 4 3. 8 9 3 8 2 93 O O 3 0 / < 3 M 3 MQ 3 4 3 8 S 3 2 %. / 2 / . / Z 3 N N . 3 0 ; 8 2 / 0 8 & < / P 4 8 / % 24 8 2 M . / M M / % 2 O 4 % .; 3 / % 2P 3 8 .& / 2 3 % ; 3: 1E’ ( %% P < / % K MQ % P C ! M ; % Q / 2 ; 8 ; 3: 1E Q % 4 S M2 % 4 . 8 & & ; / & 3 ; 3 P & / 2 O ; 3: 1E/ . 8 3Q 8 M% P M 3 4 < 3 9 5 6Q 5% 5 8 2 9 3 .8 2 9; 3/ . & 8 2 3 48 MQ 3 & &8 M; 3< 8 0 K K .N K . M8 4 3/ 2% 3 4 8 / % 2 ’^ 2 9 3 4; 3 N N N / & / 2 2 & 3% OK %B ) c% O ; 3M 8 . & 34 3 & 8 / < 3%; 3 / % 2P 3 8 .! ; 3: 1E % P M 3 4 < 8 / % 2 58 5 NN Q 8 M2 % 8 O O 3 0 3 9P ; 3 / % 2 / . & 8 2 8 / % 2! . 3 8 2 / 2 ; 8 / 2M / K8 2 9 4 3 8 & / . 3 M K 9 2 ; 3 6 N 5 6% / . & 8 2 8 / % 20 % K & 9P 30 8 4 4 / 3 9% K ’Y % 4" " BS 3 $2 / 4 % 3 2/ % 2P 3 8 .% K K -O 4 % .; 3 N 5 N ! / . & 8 2 3 4; 3 0 K 4 4 3 2 -. 3 8 M K 4 3 9 8 ; 3 3 2 4 8 2 0 3 % O ; 3: 1 E/ M " * * C " = *2 ,’ : ; 3 8 . % 4 ; / Z 8 / % 2 N N
) "* )* 加速器 电镜联机装置 ) 以来! 国际上先后建立 C 在快中子增殖反应堆和聚 了" * 余套联机装置 !
C
总体布局和光路计算
图 " 示出 加 速 器 电镜联机装置的总体布 C
局 % 从)a"’ +E$ 串列加速器引出的 E 3 $级 能量 的 离 子 束 和 ) * *S $ 离子注入机产生的 通过离子束联机传输系 S 3 $ 级能量的 离 子 束 ! 统进入 V = * * 透射电子显微镜 样品 室进行 离子 注入和原位观测实验 % 联机传输系统由二单元 静电四极透镜 $ 联机偏转磁铁 $ 二单元磁四极透 镜$ 静电扫描 器 和 真 空 管 道 构 成 % 四 极 透 镜 用 来聚 焦 离 子 束 流 ! 联机偏转磁铁用于实现注入 机引出的离 子 束 的 偏 转 % 在 离 子 束 进 入 : 1E 前的联机束线上 ! 安装了 " 台卢瑟福背散射.沟 . 道" 能谱仪 ! 用来进行在线离子束分析 % R# W X 7 除" 条 束 线 用 于 与 电 镜 联 机 外! 在串列加速器 的开 关 磁 铁 后 安 装 ! 条 不 同 用 途 的 传 输 管 道 ! 分别用于质子荧光 \ 射线分析 " $ 卢瑟福 > F \ 1# . 背散射.沟道能谱分析 " $ 高能离子注入 R# W X 7 的高分辨 > 和基于位置灵 敏 谱 " > 7 7# F \ 1 分析 " %) VW > F \ 1# * *S $ 离子注入机产生的能量 较低 的 离 子 束! 既可通过偏转磁铁进入电镜进 行原位实验! 也可在偏转前的靶室内进行低能 离子注入实验 % 图 ) 为联机传输系统的结构参数图 % 联机 装置的离子光学系统用北京大学重离子所软件
图 "! 加速器 电镜联机装置布局图 C Y / ’ " 7 0 ; 3 . 8 / 09 / 8 4 8 .% O 8 0 0 3 & 3 4 8 % 4 C : 1E/ 2 3 4 O 8 0 3 O 8 0 / & / 5 5 6
# B * ? 1 , L 7" ? / 2 3 8 48 2 91 & 3 0 4 % M 8 / 0, 0 0 3 & 3 4 8 % 4 进行了计算 部分结果示 # ! 2 8 . / 0 M7 / . K & 8 / % 2 L 6 于图 @% 计算 结 果 表 明 ! 所用光路系统可把离 子束传输到电镜样品室 %
变反应堆有关材料的辐照损伤以及核陶瓷材料 抗辐照性能评价等方面开展了大量的研究工
"! @* 作) !并对固 体 物 理 和 材 料 科 学 一 些 基 础 前
Байду номын сангаас
沿课题 ! 如纳 米 结 构 以 及 非 晶 $ 准 晶$ 纳米晶等
! C B* ! 发现 亚稳晶态的形成和相变等进行了探 索 )
了一些前所 未 知 的 新 现 象 $ 新 知 识%为 深 入 研 究载能离子束作用下材料辐照损伤和远离平衡 态材 料 微 结 构 的 形 成 与 演 化 过 程! 推动离子束 航天 $ 材料表面改性等高科技领 技术在核工程 $ 域的 应 用! 在武汉大学加速器实验室建立了国 内第 " 套 加 速 器 电 镜 联 机 装 置% 本 文 介 绍 该 C 光 路 计 算$ 设 备 改 造$ 隔震措 装置的总体 布 局 $ 施$ 联机调试以及初步的原位观测实验结果 %
收稿日期 ! 修回日期 ! ) * * + C * B C * =& ) * * + C * + C * # 基金项目 ! 国家自然科学基金重点项目 " # " * ! @ B * # * 作者简介 ! 郭立平 " ! 男! 湖北浠水人 ! 副教授 ! 博士 ! 离子束分析 $ 离子束材料合成与改性专业 " D # =(#
原子能科学技术 !! 第! "卷
b@ b! % 从" 提高了 " 个数量级 ! * > 8提高至" * > 8
#电气 系 统 改 造 与 更 新 % 修 复 串 列 加 速 ) 器磁开关高精度稳流电源 " ! 并配置 ) B * ,# 恢复串列加速器离子源电气 " * *,稳 流 电 源 & 系统 & 修复主 高 压 电 源 控 制 系 统 % 更 新 离 子 注 入机引出电 源 $ 磁 分 析 电 源$ 加 速 管 高 压 电 源& 修复离子源电气系统和四极透镜电源 % #加速 器 系 统 恢 复 运 行 % 修 复 因 运 输 而 @ 断裂的串 列 加 速 管 & 经 调 试! 高 压 超 过 " E$! 引出能量超过 ) E 达到了联机 实 3 $ 的离子束 ! 验对离子能量的要求 % #串列 加 速 器 离 子 源 改 进 % 在 加 速 器 溅 ! 射负离子源中引入铷铁硼磁体 ! 提高磁场强度 !
郭立平 ! 刘传胜 ! 黎 明! 宋 搏! 叶明生 ! 付德君 ! 范湘军
" 武汉大学 物理学院 加速器实验室 ! 湖北 武汉 !! # @ * * + )
摘要 ! 建立了由 )a"’ + E$ 串列加速器 $ ) * *S $ 离子注入机 $ V = * * 型透射 电 子 显 微 镜 和 联 机 传 输 系 统 组成的我国第 " 套串列加速器 离子注入机 透射电子显微镜联机装置 % 对主要设备进行了改造 ! 并采取 C C 有效措施解决了联机装置的隔震问题 %) 台加速器和所有 的 真 空 泵 都 运 行 时 ! 电 镜 仍 可 正 常 工 作! 观察 到的图像质量不受振动影响 % 电镜室内样品倾斜角 最 大 可 达 B 以 上! 离 子 注 入 不 影 响 电 镜 观 测! 可进 ) c 行离子注入的原位和实时结构研究 % 离子注入机输出的 " " BS 3 $ 氮离子在电镜入口测得 的 束 流 强 度 达 显示这套装置具 有 离 子 注 " * *$" = *2 ,% 初步实验已原位观察到氮离子注入导致单晶硅非晶化的过程 ! 入条件下的原位观测能力 % 关键词 ! 原位透射电子显微镜 & 加速器 & 联机装置 & 离子注入 " # 中图分类号 ! ,!!! 文章编号 ! : ? B )!!! 文献标识码 ! " * * * C # D @ " ) * * + * # C * # ! = C * B
第#期 !! 郭立平等 ’ 串列加速器 离子注入机 透射电镜联机系统的建立 C C
# ! D
4 % 0 3 M M% O7 / 0 4 M 8 & / 4 4 8 9 / 8 3 9P / 4 % 3 2 / % 2P 3 8 .Q 8 M% P M 3 4 < 3 9 / 2 ; 3N 4 / . 8 4 T 3 4 / C N 6 62 5 63 N ! . 3 2 M 9 3 . % 2 M 4 8 / 2 ; 8 -; / M/ 2 3 4 O 8 0 3O 8 0 / & / M0 8 8 P & 3% O / 2 C M / KM K 9 K 4 / 2 ; 3 56/ N 69 5/ . & 8 2 8 / % 2’ N ’ & & @ ( 3 0 :/ 2 C M / K: 1E& 8 0 0 3 & 3 4 8 % 4 / 2 3 4 O 8 0 3 O 8 0 / & / / % 2 / . & 8 2 8 / % 2 6 N AB !! 将加速器或离子注入机与透射电子显微镜 联结起来 构 成 的 加 速 器 电镜联机装置 " : 1E# C 可在离子注入现场原位观察注入引起的微结构 变化! 研究辐照缺陷和功能性微结构的形成和 演化过程 ! 在反应堆材料辐照损伤 $ 核废物处理 材料评价和鉴定 $ 功能材料的离子注入制备 $ 纳 米材料科学以及离子束与固体相互作用基础问 题等领域有 广 泛 应 用 %自" D + =年美国阿贡 国家实验室和日本东京大学在国际上率先建立
; ( ) : ’ 3 5 % ’ $ ( )( *+ & ) 0 , . L , # & ) ’ 3 . + 1?L ) ’ 3 * & % -I : ’ , " A
! ! ! ! H^G ? / C / 2 ? F ^R ; K 8 2 C M ; 3 2 ? FE / 2 7 G(HX % N 5 5 5 ! C [ 1E / 2 C M ; 3 2 Y ^L 3 C K 2! Y ,( \ / 8 2 K 2 5 5 J 5 J
相关文档
最新文档