Wien Filter

Der Wien-Filter ist ein Abscheider für geladene Teilchen mit gekreuzter elektrischer und magnetischer Feldkonfiguration (ExB). Er zeichnet sich durch eine hohe Dispersion bei sehr geringen Gesamtabmessungen aus. Die interessierenden Ionen mit einer bestimmten Geschwindigkeit, die sich aus ihrem Masse-Ladungs-Verhältnis ergibt, passieren den Wien-Filter mit Hilfe von korrekt eingestellten elektrischen und magnetischen Feldern ohne Umwege. Alle anderen Spezies werden abgelenkt und zwischen den Wien-Filteröffnungen absorbiert.

Der Aufbau wird mit schwachen und starken Permanentmagneten (200 mT / 500 mT) geliefert, die außerhalb des Beamline-Vakuums leicht montiert und demontiert werden können. Falls erforderlich, kann der integrale Teilchenstrahl den Filter ohne Ablenkung passieren, indem einfach die Filtermagnete entfernt werden.

Die schwachen Dauermagnete ermöglichen die Analyse eines größeren Messbereichs für schnelle Ionen mit niedrigem Masse-Ladungs-Verhältnis. Für schwere Ionenstrahlen werden die starken Magnete verwendet, da diese Strahlen steifer sind, was die Ablenkung im Magnetfeld angeht, und eine höhere Dispersion erforderlich ist, um einzelne Masse-Ladungs-Verhältnisse zu trennen.

Darüber hinaus sind verschiedene Aperturgrößen (0,5 mm, 1,0 mm, 1,5 mm) erhältlich. Eine kleinere Apertur am Eingang und Ausgang des Filters führt zu einer höheren Auflösung. Je nach Größe des Ionenstrahls können kleinere Durchmesser jedoch zu einer Verringerung der Effizienz des Ionentransports durch den Aufbau führen.

Um ein Beispiel für die Auflösung des Wien-Filters zu geben, wurde ein monoisotopisches Xenon-Spektrum an einem Testaufbau mit einer DREEBIT-Elektronenstrahl-Ionenquelle bei einer Ionenstrahlenergie von 13,6 keV pro Ladungszustand und einer Filteröffnung von 1,0 mm gemessen, siehe Abbildung 1. Es zeigt, dass selbst die höchsten Ladungszustände Xe45+ und Xe46+ noch deutlich getrennt werden können.