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2014 Etat d’avancement du projet

LeS SOURCES D’IONS

L’accélérateur est équipé des deux sources d’ions interchangeables. Pantechnik (Bayeux, France) a fourni la source ECR Microgan™ (figure 1). La réception finale de cette source a eu lieu en février 2014 à Bayeux. Cette source est équipée d’un générateur RF de 10 GHz et de 100 W de puissance. L’avantage de cette source réside dans l’ajustement du puits magnétique permettant de produire des ions atomiques multichargés (avec un puits magnétique ou source avec un « minimum B ») et des ions moléculaires obtenus sans puits magnétique. La source ECR, avec un puits magnétique, fournit des faisceaux très intenses atteignant 500 µA pour l’hélium, 100 µA pour le carbone et même 30 µA pour l’argon A4+ (figure2) ; les puissances RF utilisées sont inférieures aux 100 W disponibles. Ces résultats permettent d’envisager des faisceaux de plusieurs dizaines de µA d’hélium et de carbone ainsi que des µA d’A8+ avec l’accélérateur. Sans puits magnétique la même source délivre 100 µA de CO+ et 50 µA de CO2+ avec une dizaine de Watts (figure 3) et aussi des dizaines de nano-ampères de C60n+ 2<n<4 grâce à un four, le gaz du plasma étant de l’hélium.

Figure 1. The ECR source, Microgan from Pantechnik

Figure 2. m/z spectrum for Argon gas obtained with a minimum B configuration (figure extracted from the commissioning report of the MICROGAN™ source)

Figure 3. m/z spectrum for CO2 without minimum B configuration (flat magnetic field) (figure extracted from the commissioning report of the MICROGAN™ source)

OrsayPhysics (Fuveau, France), partenaire de l’Equipex Andromède, a fourni la colonne ionique NAPIS (NAno-Particle Ion Source) pour la production des faisceaux de nanoparticules d’or. La réception de cette source d’ions a eu lieu en mars 2014 à Fuveau. La colonne NAPIS (figure 4) est équipée d’une source de type LMIS (Liquid Metal Ion Source) qui fournit des faisceaux d’ions atomiques, d’agrégats et de nanoparticules d’or. Les intensités des faisceaux extraits avec 20 kV d’accélération, sont d’une cinquantaine de nA pour les ions atomiques, de plusieurs à dix nA pour les agrégats et autour du nA pour les nanoparticules de 400 atomes d’or (figures 5 & 6). Le diamètre de ces faisceaux quasi parallèles injectés dans l’accélérateur est de l’ordre de 500 µm.

Figure 4. Napis column from OrsayPhysics and scheme

Figure 5. Mass spectrum of ions produced from gold germanium liquid metal ion source with 20μA of source current and 20μm mass aperture. Notice the germanium isotopes separation. (figure extracted from the acceptance test report of the OrsayPhysics column)

Figure6. Gold nano-particle intensity from gold germanium source at 50μA emission current by using a 100μm aperture. The magnet current of the Wien filter was set to 0.8A and 1.24A. The maximum of the curves correspond to the Au400 4+ ion beam. . (figure extracted from the acceptance test report of the OrsayPhysics column)


 

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Institut de Physique Nucléaire Orsay - 15 rue Georges CLEMENCEAU - 91406 ORSAY (FRANCE)
UMR 8608 - CNRS/IN2P3

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