New Ion elastic scattering Beam Line of analytical complex at Iар NAS Ukraine

Abstract

The paper presents a description of new Ion Backscattering Beam Line. Small-size electrostatic accelerator “Sokol” with a beam energy range of 0.2…2.0 MeV is used as an ion source. A detail of the Beam Line is using of magnetic spectrometer which allows to carry out precise (several nm) quantitative layer-by-layer non-destructive element analysis of solid composition and structure using Ion Elastic Scattering technique. Design of Backscattering Chamber allows realizing a full set of Ion Beam Analysis techniques. Proton and helium ion backscattering spectra are presented from the thin film samples. Simulated spectra fit well the experimental ones together. The last shows the analytical efficiency of Backscattering Beam Line.

Описано новий канал зворотного розсіювання іонів. Джерелом іонів служить малогабаритний електростатичний прискорювач «Сокіл» з енергією пучка 0,2…2,0 МеВ. Особливістю каналу є використання магнітного спектрометра, який дозволяє проводити кількісний прецизійний (декілька нм) пошаровий неруйнівний елементний аналіз складу та структури твердих тіл методом пружного розсіювання іонів. Конструкція камер зворотного розсіювання дозволяє реалізовувати повний набір іонно-пучкових методів елементного аналізу. Представлені спектри зворотного розсіювання протонів та іонів гелію від тонкоплівкових зразків. Добре узгодження експериментального та розрахункового спектрів від імплантованого зразка корунду свідчить про дієздатність каналу зворотного розсіювання як аналітичного інструмента.

Описан новый канал обратного рассеяния ионов. Источником ионов служит малогабаритный электростатический ускоритель «Сокол» с энергией пучка диапазоне 0,2…2,0 МэВ. Особенностью канала является использование магнитного спектрометра, позволяющего проводить количественный прецизионный (несколько нм) послойный неразрушающий элементный анализ состава и структуры твёрдых тел методом упругого рассеяния ионов. Канал состоит из: камеры обратного рассеяния общего назначения и камеры магнитного спектрометра с ионопроводом. Конструкция камер обратного рассеяния позволяет реализовать полный набор ионно-пучковых методов элементного анализа. Представлены спектры обратного рассеяния протонов и ионов гелия от тонкопленочных образцов. Хорошее согласие экспериментального и расчетного спектров от имплантированного образца корунда свидетельствует о работоспособности канала обратного рассеяния как аналитического инструмента.