Измерение толщины углеродных перезарядных фольг по электронно-микроскопическим изображениям
На сегодняшний день особую значимость имеют исследования, ориентированные на разработку и усовершенствование методов изготовления тонкопленочных перезарядных фольг, применяемых в ускорительной технике для извлечения ускоренных пучков ионов. Одной из приоритетных задач является увеличение срока службы таких фольг, что связано с существенной сложностью процесса их замены. Данная работа посвящена экспериментальному определению с помощью методов электронной микроскопии толщины углеродной пленки, изготовленной методом вакуумно-дугового нанесения углерода на стеклянную подложку в результате распыления графитового стержня. В качестве объектов анализа рассматривались образцы углеродной пленки как в исходном состоянии, так и подвергнутой воздействию пучка ускоренных электронов. Для предварительной оценки поверхностной плотности изготовленной фольги применялся гравиметрический метод, при этом делалось допущение о равномерности осаждения углерода на поверхность. Анализ исследуемых образцов проводился с использованием двух подходов, основанных как на анализе электронно-микроскопических изображений, полученных при расположении объекта в плоскости, перпендикулярной направлению основного электронного пучка, так и на измерениях при размещении объекта на предметном столике, установленном под углом 52° по отношению к направлению первичного электронного пучка. На полученных изображениях отчетливо наблюдаются два сформированных слоя пленки с толщиной от 0.4 до 0.9 мкм, при этом суммарная толщина пленки составила от 1.2 до 2.0 мкм при среднем значении 1.4 мкм. Также был проведен расчет плотности материала пленок, оказавшейся немногим больше плотности технического углерода и менее плотности графита. Полученные двумя способами результаты определения толщины образца согласуются между собой, а также соответствуют расчетной толщине пленки.
Авторы: З. Г. Люллин, С. А. Трифонов, С. В. Григоренко, Д. К. Кострин
Направление: Физика
Ключевые слова: перезарядная фольга, циклотронный ускоритель, структура поверхности, поверхностная плотность, электронная микроскопия, толщина слоя
Открыть полный текст статьи