散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及到一種散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，主要應(yīng)用于常溫環(huán)境中的低劑量載能離子輻照材料實(shí)驗(yàn)，特別適合于大批量小樣品的輻照試驗(yàn)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于重離子具有損傷大的優(yōu)點(diǎn)，可以快速的在材料當(dāng)中引入缺陷，并且缺陷可控，目前有一些民用器件的壽命評(píng)估也涉及到了缺陷的累積，相比于電流產(chǎn)生的缺陷，運(yùn)用重離子輻照的方法，可以快速的引入缺陷，并且引入的缺陷數(shù)量可控。要想模擬電流產(chǎn)生的缺陷，需要小的輻照劑量，本試驗(yàn)裝置可以在加速器束線的終端把普通的束流強(qiáng)度散開在一個(gè)相對(duì)較大的面積上，從而降低束流的劑量率。利用不同散射半徑上束流密度的不同，可以在同一時(shí)間輻照不同劑量的樣品，這大大提高了離子束輻照實(shí)驗(yàn)的效率。用步進(jìn)電機(jī)控制旋轉(zhuǎn)靶盤，在一次實(shí)驗(yàn)中可以對(duì)8個(gè)扇面分別進(jìn)行輻照，運(yùn)用此兩項(xiàng)技術(shù)，在一次實(shí)驗(yàn)中幾乎可以覆蓋非常廣泛的劑量范圍。盡管散射后的束流沿半徑方向呈一梯度分布，但是目前的民用器件面積都很小，通常都在I平方毫米見(jiàn)方以內(nèi)，因此散射束所形成的梯度分布并不影響輻照樣品的均勻度。綜上所述，本試驗(yàn)裝置的誕生大大提高了輻照實(shí)驗(yàn)的效率，拓寬了離子輻照實(shí)驗(yàn)的應(yīng)用范圍，有望用于未來(lái)民用器件的壽命評(píng)估之中。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的目的在于避免現(xiàn)有技術(shù)的不足之處而提供一種散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置。以針對(duì)目前缺乏適用于民用器件壽命評(píng)估的小劑量輻照裝置。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:一種散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，其主要特點(diǎn)在于包括有步進(jìn)電機(jī)支架固連于真空法蘭上，步進(jìn)電機(jī)支架固連有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)靶盤，在旋轉(zhuǎn)靶盤的前方設(shè)有扇形擋板，扇形擋板連接在步進(jìn)電機(jī)支架上；束流探測(cè)裝置支架位于扇形擋板前，其上設(shè)有束流探測(cè)裝置。
[0005]所述的散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，還包括有在位于旋轉(zhuǎn)靶盤的前方設(shè)有束斑熒光靶檢測(cè)裝置，通過(guò)真空法蘭、真空波紋管與熒光靶伸縮裝置連接。
[0006]所述的散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，所述的束流探測(cè)裝置為金硅面皇探測(cè)器或硅多條探測(cè)器。
[0007]所述的散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，所述的扇形擋板為檔板上有1/8的扇面開口的圓盤。
[0008]所述的散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，所述的扇形擋板下的旋轉(zhuǎn)靶盤作為散射束流樣品臺(tái)，在扇形擋板的中央設(shè)有法拉第筒，法拉第筒的筒壁設(shè)有底部，底部為中心主束流的樣品臺(tái)，所述的旋轉(zhuǎn)靶盤上有有同心圓環(huán)刻痕及用于樣品固定的螺孔。所述的散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，還包括有在所述的旋轉(zhuǎn)靶盤的前方55-65cm設(shè)有散射靶膜，散射靶膜為重金屬膜Au膜。
[0009]所述的散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，所述的旋轉(zhuǎn)靶盤及步進(jìn)電機(jī)、扇形擋板均在真空腔室內(nèi)，其真空度為10_5Pa，真空腔室內(nèi)設(shè)有LED照明燈。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果:
[0011]克服了重粒子輻照試驗(yàn)束流強(qiáng)度大，靶點(diǎn)面積小，效率低下的缺點(diǎn)，可以在同一時(shí)間獲得不同輻照劑量的樣品，從而使快重離子輻照實(shí)驗(yàn)可以模擬通電過(guò)程中引入的缺陷，更適用于民用器件的壽命評(píng)估。采用了旋轉(zhuǎn)靶盤，把輻照的劑量范圍提高了七倍。利用此兩項(xiàng)技術(shù)，可以在短時(shí)間內(nèi)完成覆蓋幾乎更全面劑量范圍的樣品，這在器件的壽命評(píng)估方面具有更大的應(yīng)用價(jià)值。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于獲得了大面積的散射束，大大提高了輻照實(shí)驗(yàn)的效率。
【附圖說(shuō)明】
:
[0012]圖1散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置的主視示意圖；
[0013]圖2為旋轉(zhuǎn)靶盤主視示意圖；
[0014]圖3為管道前方55-65cm的Au膜
[0015]圖4是圖1的仰視圖；
[0016]圖5為圖4的左視圖；
[0017]圖6為圖4的立體示意圖。
[0018]圖中:1.束流探測(cè)裝置支架；2.束流探測(cè)裝置；3.扇形擋板；4.旋轉(zhuǎn)靶盤；5.步進(jìn)電機(jī)；6.步進(jìn)電機(jī)支架；7.真空波紋管；8.束斑熒光靶檢測(cè)裝置；9.真空法蘭；10.熒光靶伸縮裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0019]以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本實(shí)用新型，并非用于限定本實(shí)用新型的范圍。下面對(duì)本實(shí)用新型的內(nèi)容進(jìn)行詳細(xì)的說(shuō)明。
[0020]實(shí)施例1:一種散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，包括有步進(jìn)電機(jī)支架6固連于真空法蘭9上，步進(jìn)電機(jī)支架6固連有步進(jìn)電機(jī)5，步進(jìn)電機(jī)5驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)革E盤4，在旋轉(zhuǎn)靶盤4的前方設(shè)有扇形擋板3，扇形擋板3連接在步進(jìn)電機(jī)支架6上；束流探測(cè)裝置支架I位于扇形擋板3前，其上設(shè)有束流探測(cè)裝置2。
[0021]在位于旋轉(zhuǎn)靶盤4的前方設(shè)有束斑熒光靶檢測(cè)裝置8，通過(guò)真空法蘭9、真空波紋管7與熒光靶伸縮裝置10連接。
[0022]所述的束流探測(cè)裝置11為金硅面皇探測(cè)器或硅多條探測(cè)器。
[0023]所述的扇形擋板3為檔板上有1/8的扇面開口的圓盤。
[0024]所述的扇形擋板3下的旋轉(zhuǎn)靶盤4可作為散射束流樣品臺(tái)，在扇形擋板3的中央設(shè)有法拉第筒2，法拉第筒2的筒壁設(shè)有底部12，底部12為中心主束流的樣品臺(tái)，所述的旋轉(zhuǎn)靶盤4上有同心圓環(huán)刻痕及用于樣品固定的螺孔，見(jiàn)圖2。
[0025]在所述的旋轉(zhuǎn)革E盤4的前方55_65cm，設(shè)有散射革E膜，見(jiàn)圖3，散射革E膜為重金屬膜Au膜。
[0026]所述的旋轉(zhuǎn)靶盤4及步進(jìn)電機(jī)5、扇形擋板3均在真空腔室內(nèi)，其真空度為10_5Pa，真空腔室內(nèi)設(shè)有LED照明燈。
[0027]實(shí)驗(yàn)例:一種散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，包括散射靶膜O、旋轉(zhuǎn)靶盤、步進(jìn)電機(jī)、扇形擋板、位于扇形擋板前的束流探測(cè)裝置、靶室內(nèi)部照明電源、位于旋轉(zhuǎn)靶盤后的束流探測(cè)裝置、升降束斑檢測(cè)裝置、真空腔室、觀察窗、真空腔室以外接線裝置與真空腔室以里樣品臺(tái)的連接、位于真空腔室以外的步進(jìn)電機(jī)控制裝置。通過(guò)位于真空腔體以外的步進(jìn)電機(jī)控制裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)位于真空腔體以里的旋轉(zhuǎn)靶盤轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使快重離子輻照至少七個(gè)扇面的樣品。散射靶膜可以把束流散開到一個(gè)半徑為7cm左右的圓盤上(見(jiàn)圖2)，利用散射束在半徑方向上的梯度分布，可以在同一時(shí)間在不同的半徑上得到不同輻照劑量的一系列樣品，這大大提高了離子輻照樣品的效率?？梢栽诙虝r(shí)間內(nèi)獲得覆蓋很大劑量范圍的一系列樣品，并且可以一次制備大量的樣品，獲取更加可靠的試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
[0028]使用時(shí)，在裝置運(yùn)行過(guò)程中，樣品位于旋轉(zhuǎn)靶盤上，如圖一的1#_7#扇面上，在0#扇面的不同半徑上放置一系列束流探測(cè)裝置，束流情況確定后，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)及限位裝置控制旋轉(zhuǎn)靶盤的扇面。按照需求對(duì)不同扇面輻照各自的要求時(shí)間，從而獲得7X圓環(huán)圈數(shù)個(gè)劑量點(diǎn)的輻照樣品。
[0029]上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，其特征在于包括有步進(jìn)電機(jī)支架固連于真空法蘭上，步進(jìn)電機(jī)支架固連有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)靶盤，在旋轉(zhuǎn)靶盤的前方設(shè)有扇形擋板，扇形擋板連接在步進(jìn)電機(jī)支架上；束流探測(cè)裝置支架位于扇形擋板前，其上設(shè)有束流探測(cè)裝置。
2.如權(quán)利要求1所述的散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，其特征在于還包括有在位于旋轉(zhuǎn)靶盤的前方設(shè)有束斑熒光靶檢測(cè)裝置，通過(guò)真空法蘭、真空波紋管與熒光靶伸縮裝置連接。
3.如權(quán)利要求2所述的散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，其特征在于所述的束流探測(cè)裝置為金硅面皇探測(cè)器或硅多條探測(cè)器。
4.如權(quán)利要求1所述的散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，其特征在于所述的扇形擋板為檔板上有1/8的扇面開口的圓盤。
5.如權(quán)利要求1所述的散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，其特征在于所述的扇形擋板下的旋轉(zhuǎn)靶盤作為散射束流樣品臺(tái)，在扇形擋板的中央設(shè)有法拉第筒，法拉第筒的筒壁設(shè)有底部，底部為中心主束流的樣品臺(tái)，所述的旋轉(zhuǎn)靶盤上有有同心圓環(huán)刻痕及用于樣品固定的螺孔。
6.如權(quán)利要求1所述的散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，其特征在于還包括有在所述的旋轉(zhuǎn)靶盤的前方55-65cm設(shè)有散射靶膜，散射靶膜為重金屬膜Au膜。
7.如權(quán)利要求1所述的散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)靶盤及步進(jìn)電機(jī)、扇形擋板均在真空腔室內(nèi)，其真空度為10_5Pa，真空腔室內(nèi)設(shè)有LED照明燈。
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及到一種散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，主要應(yīng)用于常溫環(huán)境中的低劑量載能離子輻照材料實(shí)驗(yàn)，特別適合于大批量小樣品的輻照試驗(yàn)。一種散射-低劑量-旋轉(zhuǎn)載能離子輻照裝置，其主要特點(diǎn)在于包括有步進(jìn)電機(jī)支架固連于真空法蘭上，步進(jìn)電機(jī)支架固連有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)靶盤，在旋轉(zhuǎn)靶盤的前方設(shè)有扇形擋板，扇形擋板連接在步進(jìn)電機(jī)支架上；束流探測(cè)裝置支架位于扇形擋板前，其上設(shè)有束流探測(cè)裝置。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于獲得了大面積的散射束，大大提高了輻照實(shí)驗(yàn)的效率。
【IPC分類】G21K5-04, G21K5-08, G21K5-00
【公開號(hào)】CN204596442
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520152427
【發(fā)明人】宋銀, 緱潔, 張崇宏
【申請(qǐng)人】中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所
【公開日】2015年8月26日
【申請(qǐng)日】2015年3月17日