One versatile MeV-ion beamline for multiple applications

One versatile MeV-ion beamline for multiple applications

 

A versatile ion beam line based on a 1.7-MV Tandetron tandem accelerator has been established at Chiang Mai University, Thailand in a compact manner for multiple-purpose ion beam applications including analysis, microbeam and implantation. The Tandetron accelerator employs two ion sources, a duoplasmatron ion source and a sputter ion source, capable of producing light ion species such as hydrogen and helium for normal ion beam analysis and lithography and heavy species such as carbon and oxygen for ion implantation and heavy-ion beam analysis. The ion beam analysis techniques currently available include Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS), RBS/channeling, Elastic Backscattering (EBS), Particle Induced X-ray Emission (PIXE) and Ionoluminescence (IL) with assistance of commercial and in-house-developed softwares. Microbeams for MeV-ion beam lithography are developed utilizing inexpensive programmable aperture and capillary focusing techniques. Ion beam analysis experiments and applications have been vigorously performed, especially for novel materials analysis focused on archeological, gemological, biological and forensic materials besides other conventional materials. Ion beam lithography is applied for fabrication of microfluidic chips. Heavy ion implantation of local gemstones and semiconductor materials is operated for enhancement of the gem quality and induction of nanostructure. The success in the beam line development and applications demonstrates complex technology establishment possible in a developing country with our limited resources.

 

Една многофункционалнна йонен лъчева линия, базирана на 1.7-MV Tandetron тандем ускорител, е установена в университета в Chiang Mai, Тайланд, по компактен начин за множество приложения на йонния лъч, включително анализ, микролъч и имплантиране. Ускорителят Tandetron работи с два източници на йони, двоен плазматрон и такъв с йонно разпрашване, способни да произвеждат леки йони като водород и хелий, за нормален йоннолъчев анализ и литография и тежки йони като въглерод и кислород за йонно имплантиране и тежък йоннолъчев анализ. Наличните техники за йоннолъчев анализ в момента включват спектрометрия чрез Ръдърфордово отразено разсейване (RBS), RBS / ченълинг, еластично отразено разсейване (EBS), индуцирано от частици рентгеново излъчване (PIXE) и лонолуминисценция (IL), с помощта на търговски софтуери и софтуери собствена разработка . Микролъчи за MeV-ова йоннолъчева литография са разработени чрез използване на евтини програмируеми бленди и техники за капилярни фокусиране.Извършени са експерименти за йонно лъчеви анализи и приложения, особено за анализ на нови материали, фокусирани върху археологически, гемоложки, биологични и криминалистични материали, освен другите конвенционални материали. Йонната литография се прилага за производство на микрофлуидни чипове. Тежко йонно имплантиране на местни скъпоценни камъни и полупроводникови материали се прилага за повишаване на качеството на скъпоценни камъни и предизвикването на наноструктури. Успехът в развитието на йоннолъчева линия и нейните приложения демонстрира, че установяването на сложна технология е възможно в една развиваща се страна с нашите ограничени ресурси.

 

Download PDF full text