Dresden EBIS-A

Die Dresden EBIS-A ist eine Elektronenstrahl-Ionenquelle, die Ionen mit hohen Ladungszuständen praktisch aller Elemente des Periodensystems erzeugen kann. Sie liefert Strahlen von Protonen, Alpha-Teilchen, verschiedenen stark geladenen Ionenarten sowie molekularen Fragmenten.

Das Funktionsprinzip der Ionenquelle basiert auf einer Kathode mit hoher Elektronenemission, die einen starken Elektronenstrahl erzeugt, der magnetisch komprimiert wird, um hohe Elektronenstrahldichten zu erreichen. Das Betriebsprinzip der Ionenquelle ermöglicht die Erzeugung von gepulsten Ionenstrahlen sowie von Gleichstromstrahlen (Leaky-Modus).

Die Partikeleinspritzung in die Dresden EBIS-A kann durch verschiedene Einspritzmethoden realisiert werden, wie z. B. direkte Gaszufuhr, Einführung von Metallionen über die Gaszufuhr unter Verwendung flüchtiger Verbindungen (MIVoC) oder durch Einspritzung von schwach geladenen Ionen, die von Flüssigmetall-Ionenquellen (LMIS) oder anderen primären Ionenquellen (Charge Breeding) erzeugt werden.

Die Länge der extrahierten Ionenpulse reicht von 20 ns bis zu 100 µs. Die Pulsform kann von Gaußschen bis zu flachen Formen durch ein zusätzliches elektronisches System gesteuert werden, das das Rampen der Fallen-Spannungen während der Ionenextraktion kontrolliert.

Neben ihrer Verwendung als Quelle für die Ionenextraktion sind die gefangenen Ionen, die im Inneren der Maschine mit dem Elektronenstrahl interagieren, eine nützliche Quelle für Röntgenstrahlen, die durch optionale spektroskopische Ports beobachtet werden können.

Abbildung 1 - Argonspektrum extrahiert aus der Dresden EBIS-A

Abbildung 2 - Goldionspektrum gemessen an der Dresden EBIS-A

Abbildung 1 und Abbildung 2 zeigen zwei Beispiele extrahierter Ionen-Spektren aus der Dresden EBIS-A. Abbildung 1 ist ein Ionen-Spektrum des mittelschweren Elements Argon, das zeigt, dass bis zu vollständig ionisiertes Ar18+ erzeugt werden kann. Das andere Spektrum, Abbildung 2, präsentiert extrahierte Gold-Ladungszustände bis zu Au60+. Darüber hinaus gibt die folgende Tabelle einen Überblick über die aus der Quelle extrahierten Ionenströme.

Bitte beachten Sie: Die Ionenleistung hängt stark von den Parametern der Ionenquelle ab. Um die höchstmögliche Ionenleistung zu erreichen, müssen die Quellenparameter für jede Ionenart individuell optimiert werden.