Возможность увеличения плотности тока пучка заряженных частиц («фокусировка») с помощью сужающихся стеклянных каналов без привлечения внешних источников энергии активно реализуется в настоящее время для положительно заряженных ионов. Для пучков электронов данная возможность не используется ввиду недостаточности экспериментальных данных о процессе скользящего взаимодействия пучков электронов
с диэлектрической поверхностью. Требуется исследование степени сжатия пучка электронов сужающимися капиллярами в зависимости от их геометрических параметров, а также изучение временных характеристик процесса фокусировки.
Выполнено экспериментальное исследование степени сжатия пучка электронов с энергией 10 кэВ с помощью стеклянного конусного канала длиной 15 мм с отношением входного/выходного внутренних диаметров
1,15 мм/0,30 мм. Продемонстрировано увеличение плотности тока пучка на выходе для капилляра с приведенными выше параметрами до 2,7 раза для положения, когда ось канала параллельна оси исходного пучка. При этом данное увеличение плотности оценено для электронов, потерявших не более 1 кэВ первоначальной энергии. Также показана стабильность процесса пропускания электронов сужающимся капилляром независимо от ориентации капилляра по отношению к направлению исходного пучка.
Кристина Анатольевна Вохмянина – д-р физ.-мат. наук, ст. науч. сотрудник научно-образовательной лаборатории перспективных радиационных исследований и технологий, Белгородский государственный национальный исследовательский университет (НИУ БелГУ), Белгород, Россия
Артем Дмитриевич Пятигор – лаборант-исследователь научно-образовательной лаборатории перспективных радиационных исследований и технологий, Белгородский государственный государственный национальный исследовательский университет (НИУ БелГУ), Белгород, Россия
Валентина Сергеевна Сотникова – канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотрудник, Белгородский технологический университет им. В. Г. Шухова (БГТУ), Белгород, Россия
1. Stolterfoht N., Bremer J. H., Hoffmann V., et al. Transmission of 3 keV Ne7+ ions through nanocapillaries etched in polymer foils: evidence for capillary guiding // Phys. Rev. Lett. 2002. V. 88. P. 133 – 201.
2. Kobayashi Y., Funayama T., Wada S., et al. Irradiation of single mammalian cells with a precise number of energetic heavy ions – Applications of microbeams for studying cellular radiation response // Nucl. Instr. and Meth. B. 2003. V. 210. P. 308 – 311.
3. Ikeda T. Applications of microbeams produced by tapered glass capillary optics // Quantum Beam Sci. 2020. V. 4, No. 2. P. 22.
4. Nebiki T., Yamamoto T., Narusawa T., et al. Focusing of me beams by means of tapered glass capillary optics // J. Vac. Sci. Tech. A 2003. V. 21, No. 5. P. 1671 – 1674.
5. Wang W., Chen J., Yu D. Y., et al. Transmission of electrons through a tapered glass capillary // Physica Scripta. 2011. V. 2011, No. Т144.
6. Stolterfoht V. N, Yamazaki Y. Guiding of charged particles through capillaries in insulating materials // Phys. Rep. 2016. V. 629. P. 1 – 107.
7. Piatigor A. D., Myshelovka L. V., Vokhmyanina K. A., et al. Study of the passage of electrons with energy of 12 – 15 кэВ through glass tapered capillaries // Glass and Ceramics (English translation of Steklo i Keramika). 2022. V. 79(1–2). P. 62 – 64.
8. Wickramarachchi S. J., Dassanayake B. S., Keerthisinghe D., et al. Electron transmission through a microsize tapered glass capillary // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, B. 2011. V. 269, No. 11. P. 1248 – 1252.
9. Wickramarachchi S. J., Ikeda T., Keerthisinghe D., et al. Angular dependence of electron transmission through a microsized tapered glass capillary // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research, B. 2013. V. 317. P. 101 – 104.
10. Vokhmyanina K. A., Pokhil G. P., Zhukova P. N., et al. Guiding of a beam of 10 keV electrons by micro size tapered glass capillary // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 2015. V. 355. P. 307 – 310.
11.Vokhmyanina K. A., Sotnikova V. S., Sotni-kov A. V., et al. Modeling the process of interaction of 10?keV electrons with a plane dielectric surface // Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. B. 2018. V. 422. P. 91 – 93.
12. Vokhmyanina K. A., Kubankin A. S., Kishin I. A., et al. Experimental setup for studying the processes occurring during interaction of fast electrons with matter // Journal of Nano- and Electronic Physics. 2018. V. 10, No. 6.
13. Vokhmyanina K. A., Sotnikova V. S., Kap-lii A. A., et al. About a contactless transmission of 10 keV electrons through tapering microchannels // Journal of Instrumentation. 2018. V. 13, No. 2.
Статью можно приобрести
в электронном виде!
PDF формат
500
DOI: 10.14489/glc.2024.08.pp.028-034
Тип статьи:
Научная статья
Оформить заявку
