Accelerator Center (HUN-REN Institute for Nuclear Research)
Participants
Jánossy, András Kenéz, Lajos Suta, Tibor Takács, Endre
Starting date
2003-01-01
Closing date
2007-12-31
Funding (in million HUF)
8.470
FTE (full time equivalent)
0.00
state
closed project
Final report
Results in Hungarian
Az ATOMKI eredetileg nagytöltésű nehézionok előállítására készült elektron-ciklotronrezonanciás (ECR) ionforrásában fullerén (C60) plazmákat állítottunk elő. Magát az ionforrást is jelentősen átalakítottuk, így a világon eddig publikált legmagasabb intenzitású fullerénion nyalábokat kaptuk: (C60+)-ból 500 nA, (C60++)-ból 1500 nA. C60+Fe és C60+N keverékplazmákat tanulmányoztunk, a kivont ionnyalábban a normál fullerénnél nagyobb tömegű részecskéket detektáltunk. Nyalábspektrum-analízisek, ESR és TEM vizsgálatok kimutatták, hogy e részecskék között olyan molekulák is vannak, melyben N, ill. Fe kapcsolódik különbözőképpen C58, C59 és C60 széngömbökhöz. Az ECR-plazma tehát alkalmas fullerének és más anyagok szintézisére.
Ar, Xe és Fe plazmákról röntgenfelvétel sorozatokat készítettünk, a plazma ionjainak tér- és energiaeloszlását vizsgáltuk. Hagyományos és emissziós Langmuir-szondákkal a plazma helytől függő paramétereit (sűrűség, potenciál) vizsgáltuk. Kifejlesztettünk egy programcsomagot (TrapCAD), mellyel igen nagyszámú (pl. 10^5) elektron mozgása és energiaváltozása tanulmányozható és követhető grafikusan is az ECR és hasonló ionforrásokban.
Az ECR ionforrást jelentősen átalakítottuk, mostantól két különböző üzemmódban használható. Alapkiépítésben a berendezés továbbra is kisméretű, magas ionizáltsági fokú nehézionplazmákat állít elő, melyből nagytöltésű ionnyalábok vonhatók ki. Az új elrendezésben nagyméretű, de kevésbé lefosztott plazmákat kapunk. Ekkor a berendezés elsősorban anyagkutatásra, plazma-felület kölcsönhatások tanulmányozására alkalmas. A világon ez az első ilyen kétfunkciós ECR-berendezés.
Results in English
C60 plasmas were produced in the ATOMKI electron cyclotron resonance (ECR) ion source which was originally constructed for the production of highly charged heavy ions. After significant modifications the ever published highest intensities of fullerene ion beams were recorded: 500 nA of (C60)+ and 1500 nA of (C60)++. C60+Fe and C60+N mixture plasmas were studied, in the extracted beam spectra heavier particles than the normal fullerenes, were detected. Beam spectra analysis, ESR and TEM investigations showed that among these particles there were molecules in which N, or Fe were connected by different ways to C58, C59 and C60 carbon balls. This proved that the ECR plasma is suitable to synthesize fullerenes with other materials.
X-ray photos were made of Ar, Xe and Fe plasmas and the spatial and energy distribution of the plasma ions were studied. Some local plasma parameters (density, potential) were investigated by traditional and emission-type Langmuir-probes. We developed a code (TrapCAD) to simulate and follow graphically the movement and energy evolution of large number (e.g. 10^5) of electrons in ECR and similar ion sources.
The ECR ion source was significantly transformed and from now it can be used in two different working modes. In basic configuration the facility delivers the usual small size, highly charged heavy ion plasmas from which highly charged ion beams can be extracted. In the new arrangement large size, but less ionized plasmas are obtained. This mode is convenient for material research and for plasma-surface investigations. This is the first ECR facility in the world with such two functions.
Trassinelli M; Biri S; + 13 authors: High resolution He-like argon and sulfur spectra from the PSI ECRIT, Proc. 16. Int. Workshop on ECR Ion Sources (ECRIS04), Berkeley, USA, 26-30 Sept., 2004. AIP Conference Proceedings 749, pp. 81-84., 2005
Pálinkás J; Takács E;, Biri S;, Valek A; Szabó Cs; Hudson LT; Imrek J;, Radics B; Juhász B; Suta T;: Energy selective x-ray imaging of highly charged ion ECR plasmas, In: XXIII. ICPEAC, Stockholm, Sweden, 23-29 July 2003. Book of abstracts, p. TU146., 2003
Biri S; Valek A; Suta T; Takács E; Szabó Cs; Hudson LT; Radics B; Imrek J; Juhász B; Pálinkás J;: Imaging of ECR plasmas with a pinhole x-ray camera, REV SCI INSTRUM 75: 1420-1422, 2004
Kitagawa A; Muramatsu M; Sasaki M; Yamada S; Sakuma T; Sasaki N; Takahashi H; Takasugi W; Yamamoto M; Biri S; Sudlitz K; Drentje AG;: Status report on ECR ion sources at HIMAC, REV SCI INSTRUM 75: 1476-1478, 2004
Muramatsu M; Kitagawa A; Sakamoto Y; Sato Y; Yamada S; Ogawa H; Drentje AG; Biri S; Yoshida Y;: Compact ECR ion source with permanent magnets for carbon therapy, REV SCI INSTRUM 75: 1925-1927, 2004
Kökényesi S; Iván I; Takács E; Pálinkás J; Biri S; Valek A;: Multipurpose 14.5 GHz ECR ion source: specialities and application for surface modification, NUCL INSTRUM METHODS B233(2005) 222-226., 2005
Takács E; Radics B; Szabó Cs; Biri S; Hudson LT; Imrek J; Juhász B; Suta T;, Valek A; Pálinkás J;: Spatially resolved x-ray spectroscopy of an ECR plasma indication for evaporative cooling, NUCL INSTRUM METHODS B235(2005) 120-125., 2005
Biri S; Valek A; Takács E; Radics B; Pálinkás J; Karácsony J; Kenéz L; Kitagawa A; Muramatsu M;: Developments and plasma studies at the ATOMKI-ECRIS, AIP Conference Proceedings, vol. 749, pp. 67-70., 2005
Biri S; Fekete É; Iván I; Gál I: Transformation of the ATOMKI-ECRIS into a plasma device, High Energy Physics and Nuclear Physics (közlésre elfogadva), 2007
Biri S: Plasma diagnostics studies at the Electron Cyclotron Resonance (ECR) Ion Sources, 2nd Hungarian Plasma Physics Workshop. KFKI-RMKI, Budapest, 22-24 April, 2004, 2004
Anagnostopoulos DF; Biri S; Gotta D; Gruber A; Indelicato P; Leoni B; Fuhrmann H; Simon LM; Stingelin L; Wasser A; Zmeskal J;: On the characterisation of a Bragg spectrometer with X-rays from an ECR source, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A545 (2005) 217-224., 2005
Biri S; Fekete E; Ivan I; Kitagawa A; Muramatsu M;: Fullerenes in ECR ion sources or, more generally: Nanotechnology with ECR plasmas and beams, 3. Int. Symp. on Bioscience and Nanotechnology. Miyazaki, Japan, 24-25 November 2005. Book of abstracts p. 133, P-4., 2005
Kenez L: Plazmafizikai kutatások elektron-ciklotronrezonanciás ionforráson, Fizikai Szemle 2004/12, 411-415., 2004
Biri S; Fekete E; Kitagawa A; Muramatsu M; Janossy A; Palinkas J;: Fullerenes in electron cyclotron resonance ion sources, Review of Scientific Instruments 77, 03A314, 2006
Mátéfi-Tempfli S; Mátéfi-Tempfli M; Piraux L; Juhász Z; Biri S; Fekete É; Iván I; Gáll L. F; Sulik B; Víkor Gy; Pálinkás J; Stolterfoht N: Guided transmission of slow Ne6+ ions through the nanochannels of highly ordered anodic alumina, Nanotechnology 17, 3915., 2006
Muramatsu M; Kitagawa A; Ogawa Hirotsugu; Yamada S; Ogawa Hiroyuki; Biri S; Yoshida Y; Drentje AG;: Production of highly charged carbon ion at Kei2 source, 3. Int. Symp. on Bioscience and Nanotechnology. Miyazaki, Japan, 24-25 November 2005. Book of abstracts p. 185, P-55., 2005
Biri S; Valek A; JanossyA; Kitagawa A; Muramatsu M;: Fe+C60 and N+C60 mixture plasmas in ECR ion sources, 2. Int. Symp. on Bioscience and Nanotechnology. Tokyo, Japan, 14-15 November 2004. Book of abstracts p. 11., 2004
Biri S: Szénketrecbe zárt atomok ionforrás plazmában, Szimpózium a Magyar Tudomány Ünnepén. Debrecen, 2004. november 22, 2004
Fekete É; Biri S; Iván I: Investigation of iron-fullerene mixture plasmas in ECR discharge, Fullerenes, Nanotubes and Carbon Nanostructures (közlésre elfogadva), 2007
Biri S; Derzsi A; Fekete É; Iván I: The upgraded TrapCAD code, High Energy Physics and Nuclear Physics (közlésre elfogadva), 2007
Juhász Z; Víkor Gy; Biri S; Fekete É; Iván I; Tőkési K; Takács E; Pálinkás J; Mátéfi-Tempfli S: Guiding of slow Ne6+ ions through A1203 capillaries., 13th Int. Conf. on the Physics of Highly Charged Ions. Belfast, Northern Ireland, UK, 2006. Book of Abstracts p. 3-8., 2006
Juhász Z; Biri S; Fekete É; Iván I; Gáll LF; Tőkési K; Sulik B; Víkor Gy; Pálinkás J: Guiding of slow Ne6+ ions through capillaries of anodic alumina, 22nd Int. Conf. on Atomic Collisions in Solids, Berlin, Germany, 2006. Book of Abstracts p. 124., 2006
Events of the project
2009-07-08 11:27:37
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Atomi Ütközések Osztálya (Atomki) (MTA Atommagkutató Intézet), Új kutatóhely: Részecskegyorsító Centrum (Atomki) (MTA Atommagkutató Intézet).
