Oddelenie iónových zväzkov

Vedecké centrum materiálového výskumu predstavuje vedecko-výskumnú základňu pre aplikáciu iónových a plazmových technológií vo fyzikálnom a materiálovom inžinierstve a v nanotechnológiách. Je vybavené špičkovými technológiami na modifikáciu a analýzu povrchových, podpovrchových a tenkých vrstiev tuhých látok s využitím pôsobenia urýchlených iónov a plazmy. 

Súčasťou Centra materiálového výskumu sú 

  • laboratórium iónových zväzkov, ktoré  sa zaoberá využitím urýchlených iónov na syntézu, modifikáciu a analýzu materiálov. Jeho cieľom je využitie urýchlených iónov na syntézu, modifikáciu a analýzu materiálov. K dispozícii sú dve kľúčové zariadenia: 6 MV Tandetron - lineárny tandemový urýchľovač iónov a 500 kV iónový implantátor. Pracovný rozsah urýchľujúceho napätia Tandetronu je od 300 kV a implantátora od 20 kV. Je možné urýchľovať takmer všetky prvky, t. j. od vodíka po zlato, okrem inertných plynov. Celkový dosiahnuteľný rozsah energií urýchlených iónov pokrytý týmito dvomi zariadeniami predstavuje interval od 10 keV po 50 MeV. Maximálna dosiahnuteľná energia je selektívna napr. pre vodík je to 12 MeV, pre hélium 18 MeV a pre ťažké prvky ako je zlato až 50 MeV.Transport iónových zväzkov ako aj experimenty sa uskutočňujú v experimentálnych komorách v prostredí vysokého vákua.
  • laboratórium analýzy pomocou iónových zväzkov, sa zoberá analýzou pomocou iónových zväzkov (Ion Beam Analysis - IBA), ktorá  predstavuje analýzu povrchových vrstiev materiálov s využitím urýchlených iónov. Pracujeme s iónovými zväzkami v energetickom rozsahu od 500 keV do desiatok MeV. Počas vzájomného pôsobenia urýchlených iónov s atómami ostreľovanej vzorky dochádza k viacerým fyzikálnym javom. V závislosti od usporiadania a geometrie experimentu a od toho, aký produkt interakcie detegujeme, môžeme využívať viaceré analytické metódy.IBA je efektívny nástroj na skúmanie prvkového (v niektorých prípadoch aj izotopického zloženia), do určitej miery aj štruktúry povrchových vrstiev materiálov. Typický priemer analyzujúceho iónového zväzku, t. j. laterálne rozlíšenie je okolo 2 mm, hĺbka analýzy je od nanometrov do približne 20 µm. V povrchovej oblasti vzoriek je možné dosiahnuť hĺbkové rozlíšenie niekoľkých nanometrov. Citlivosť analýzy prímesných prvkov a nečistôt sa pohybuje od desatín percent do úrovne ppm, v závislosti od zloženia vzorky a použitej metódy. IBA je nedeštruktívna a umožňuje pracovať aj s izolantmi.V závislosti od toho, ktorú zložku interakcie emitovanú zo vzorky detegujeme, vykonávame nasledovné analýzy :Používame nasledovné IBA metódy:

* RBS - Rutherfordov spätný rozptyl iónov (Rutherford Backscattering Spectrometry),

* kanálovanie alebo RBS/C (channeling),

* ERDA - analýza pružne vyrazených iónov (Elastic Recoil Detection Analysis),

* PIXE – časticami vybudené charakteristické rtg. Žiarenie (Particle Induced X-ray Emission),

* NRA – analýza s využitím jadrových reakcií (Nuclear Reaction Analyses).

  • laboratórium plazmovej modifikácie a depozície, sa zameriava na využitie plazmových technológií a skúmanie parametrov plazmy pri úpravách povrchových vrstiev materiálov. Základ vybavenia pracoviska tvoria zariadenia na magnetrónové naprašovanie a plazmou podporovanú iónovú implantáciu (PIII).

 

Ústav výskumu progresívnych technológií
Materiálovotechnologická fakulta STU
Jána Bottu 8857/25
917 24 Trnava
GPS:  48.37088 17.572509

MTF Logo

Logo STU