1 / 23

Bereczky Réka Judit

Hungarian Academy of Sciences. Transmission of charged particles through a single glass microcapillary. Bereczky Réka Judit. MTA Atommagkutató Intézete Témavezető: Tőkési Károly. Motiváció, Cél. Motiváció : 1. új típusú részecsketranszport - jelenség - nanokapilláris

erich-french
Download Presentation

Bereczky Réka Judit

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Hungarian Academy of Sciences Transmission of chargedparticlesthrough a singleglassmicrocapillary Bereczky Réka Judit MTA Atommagkutató Intézete Témavezető: Tőkési Károly

  2. Motiváció, Cél Motiváció: 1. új típusú részecsketranszport - jelenség - nanokapilláris - mikrokapilláris (technikai alkalmazások) • 2. Eddigi vizsgálatok : „kapilláris kötegek” → párhuzamosság → kollektív hatások Cél: • Töltött részecskék kölcsönhatásának vizsgálata egyedi, mikroszkopikusméretű üveg kapillárissal • Ionterelés • Elektronterelés

  3. Ionok átvezetése Schiessl et al., PRA 72, 062902 (2005); PRL 102, 163201 (2009).

  4. EREDMÉNYEK

  5. 1. a tézispont: minta előállítása • A minták előállítására új módszer kifejlesztése Anyag: Pyrex, (SiO2 - 80.6% , B2O3 - 12.6%, Na2O - 4.2%, Al2O3 - 2.2%) Paraméterek: Átmérő: 170 μm, Hossz: 11,4 mm, Hossz/Átmérő: 67

  6. 1. b tézispont: hűthető, fűthető mintatartó • Hűthető-fűthető mintatartó kifejlesztése és megépítése • Kapilláris: grafit bevonat: - nincs makroszkopikus feltöltődés • - szimmetrikus elektromos tér • A kapillárist körbevevő réz mintatartó: - jó hővezetés • - egyenletes hőmérséklet eloszlás • Referencia rés, d = 100 μm, a bemenő áram intenzitásának meghatározásához • R.J. Bereczky et al. Sampleholderforstudyingtemperaturedependentparticleguiding, NIM B 279 (2012) 182.

  7. 1. c tézispont: minta külső elektromos tér hatásának vizsgálatához • Külső elektromos terek kapillárisban végbemenő önszerveződő folyamatra gyakorolt hatásának vizsgálatához speciális mintákat terveztem és építettem meg. Egyenként egy-egy ~200 μm belső átmérőjű egyenes, elektródákkal ellátott üvegkapillárisminta. Az elektródákkal ellátott kapillárist egy 3 mm külső átmérőjű alumínium csőben rögzítettük. Accepted ITS LEIF proposal, No: P09076A: The influence of externalelectricfieldsontocapillaryguiding(2009).

  8. Kísérleti berendezés I CSIGA (CapillarySlowIon GuidingApparatus) Collimator: d=1 mm, opening angle 0.5° Pressure < 5*10-9 mbar Acceptance angle ±0.7° • Ar9+ ionok, 500V → 4.5 keV (1.5 * 105 m/s) • 14.5 GHz ECR , SOPHIE (SOurce for Production ofHighly charged Ions usingECR)

  9. 2. tézispont: ionterelés • A nanokapillárisoknál tapasztalt töltött részecske átvezetés mikroszkopikus méretű kapillárisok esetében is megfigyelhető. Jelentős átvitel tapasztalható még a nyalábtengelyhez képest nagy szögben döntött kapillárisok esetében is. • Az átviteli tér felépülése időfüggő folyamat, az egyensúlyi állapotkialakulása után ionok esetében stabil az átvitel. R.J.Bereczky,G. Kowarik, F. Aumayr, and K. Tőkési, Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B267(2009) 317.

  10. 2. tézispont: ionterelés • Az átjutott ionok szögeloszlása keskenyebb a primer nyalábénál, azaz a kapillárisnak fókuszáló, nyalábformáló tulajdonsága van. Dőlésszög (ψ) Eltérülési szög (θ) R.J.Bereczky,G. Kowarik, F. Aumayr, and K. Tőkési, Nucl. Instrum. Meth. Phys. Res. B267(2009) 317.

  11. 3. tézispont: az ionterelés hőmérsékletfüggése • A kapilláris hőmérsékletének megváltoztatásával több nagyságrenddel tudjuk változtatni a boroszilikát üveg elektromos vezetőképességét. limit G. Kowarik, R.J. Bereczky, F. Ladinig, D. Schrempf, C. Lemell, J. Burgdörfer, K. Tőkési and F. Aumayr, The Wayto Optimum Ion GuidingthroughInsulatingCapillaries, PRL, arXiv: 1109.3953v1.

  12. 3. tézispont: az ionterelés hőmérsékletfüggése • Az üveg hőmérséklete nagymértékben befolyásolja a kapillárison át történő ionáramlást, aminek hatása kompenzálható a bemenő ionárammal. σ x 10 jinx 10 G. Kowarik, R.J. Bereczky, F. Ladinig, D. Schrempf, C. Lemell, J. Burgdörfer, K. Tőkési and F. Aumayr, The Wayto Optimum Ion GuidingthroughInsulatingCapillaries, PRL, arXiv: 1109.3953v1.

  13. e qout qin e- Elektronok átvezetése • pályaszámítás (feltöltődéssel és a nélkül) • feltöltődés: másodlagos elektronkeltés? • szórás helyi síkfelületen→ felületi szórás (rugalmas, rugalmatlan)  e-

  14. Kísérleti berendezés II • E: 300-1000 eV

  15. 4. tézispont: elektronterelés • A mikroszkopikus méretű szigetelő cső is képes átvezetni az elektronokat, még a kapillárisnak a bemenő nyaláb tengelyéhez képesti nagy dőlésszöge esetén is. B.S. Dassanayake, S. Das, R.J. Bereczky, K. Tőkési, J.A. Tanis, Energydependence of electrontransmissionthrough a singleglassmacrocapillary. PhysicalReview A 81 (2010) 020701(R).

  16. 4. tézispont : elektronterelés energiafüggése • Jelentős az energiaveszteséggel átjutott elektronok járuléka. • Direkt (geometria) és indirekt átvitel • Az átjutott elektronok intenzitása e-szerint csökken. • A karakterisztikus átviteli szögc nő a primer energia növekedésével. B.S. Dassanayake, S. Das, R.J. Bereczky, K. Tőkési, J.A. Tanis, Energydependence of electrontransmissionthrough a singleglassmacrocapillary. PhysicalReview A 81 (2010) 020701(R).

  17. 5. tézispont: elektronterelés időfüggése • A töltésfolt folyamatos növekedése, majd kisülése következtében, ellentétben az ionterelési mechanizmussal, stabil egyensúlyi állapot nem következik be, még nagy bemenő nyalábintenzitás esetén sem. B.S. Dassanayake, R.J. Bereczky, S. Das, A. Ayyad, K. Tőkési and J.A. Tanis, Time evolution of electrontransmissionthrough a singleglassmacrocapillary: chargebuild-up, suddendischarge, and recovery, PhysicalReview A 83 (2011) 012707.

  18. Kapilláris fólia Egyedi kapilláris Töltött részecskék Ionforrás Alkalmazás:nyalábvezetés, fókuszálás G. Kowarik, R.J. Bereczky, F. Aumayr and K. Tőkési, Production of a microbeam of slow highly charged ions with a single microscopic glass-capillary,Nucl. Instr. and Meth. B 267 (2009) 2277.

  19. hagyományos nagyenergiájú ionnyaláb kapilláris ion kapilláris sejtmag sejtszerv besugárzott terület sejt Sejttartó tálka Alkalmazás: élő szövetek, sejtek irányított besugárzása

  20. A doktori értekezéshez kapcsolódó publikációk: 1. R.J. Bereczky, G. Kowarik, F. Aumayr and K. Tőkési, Transmission of 4.5 keV Ar9+ionsthrough a singleglassmacrocapillary,Nucl. Instr. and Meth. B 267 (2009) 317. 2. R.J. Bereczky, G. Kowarik, C. Lemaignan, F. Aumayr, K. Tőkési, Transmission of 4.5 keV Ar9+ionsthrough a singleglassmacrocapillary. Journal of Physics 194 (2009) 132019. 3. R.J. Bereczky, B.S. Dassanayake, S. Das, K. Tőkési, J.A. Tanis, Guiding of electronsthrough a singleglassmacrocapillary. Journal of Physics 194 (2009) 132014. 4. R.J. Bereczky, G. Kowarik, C. Lemaignan, A. Macé, F. Ladinig, R. Raab, F. Aumayr, and K. Tőkési, Guiding Of SlowHighlyChargedIonsThrough A SingleMesoscopicGlassCapillary, CAARI 2010. AIP (2011) 119. 5. R.J. Bereczky, G. Kowarik, K. Tőkési and F. Aumayr, Sampleholderforstudyingtemperaturedependentparticleguiding, Nucl. Instr. and Meth. B. 279 (2012) 182. 6. G. Kowarik, R.J. Bereczky, F. Aumayr and K. Tőkési, Production of a microbeam of slowhighlychargedionswith a singlemicroscopicglass-capillary,Nucl. Instr. and Meth. B 267 (2009) 2277. 7. G. Kowarik, R.J. Bereczky, F. Ladinig, D. Schrempf, C. Lemell, J. Burgdörfer, K. Tőkési and F. Aumayr, The Wayto Optimum Ion GuidingthroughInsulatingCapillaries, arXiv: 1109.3953v1. 8. B.S. Dassanayake, S. Das, R.J. Bereczky, K. Tőkési, J.A. Tanis, Energydependence of electrontransmissionthrough a singleglassmacrocapillary. PhysicalReview A 81 (2010) 020701(R). 9. B.S. Dassanayake, R.J. Bereczky, S. Das, A. Ayyad, K. Tőkési and J.A. Tanis, Time evolution of electrontransmissionthrough a singleglassmacrocapillary: chargebuild-up, suddendischarge, and recovery, PhysicalReview A 83 (2011) 012707. 10. B.S. Dassanayake, S. Das, A. Ayyad, R.J. Bereczky, K. Tőkési and J.A. Tanis, Chargeevolution and energylossassociatedwithelectrontransmissionthrough a macroscopicsingleglasscapillary,Nucl. Instr. and Meth. B 269 (2011) 1243. 11. B.S. Dassanayake, S. Das, R.J. Bereczky, K. Tőkési, J.A. Tanis, Energydependence of electrontransmissionthough a singleglasscapillary. Journal of Physics194 (2009) 132016.

  21. 12. B.S. Dassanayake, S. Das, R.J. Bereczky, K. Tőkési, J.A. Tanis, Time evolution of electrontransmissionthrough a singleglasscapillary. Journal of Physics194 (2009) 132011. Meghívott előadások 1. R.J. Bereczky: Guiding of slowhighlychargedionsthrough a singlemesoscopicglasscapillary, CAARI 2010 21st International Conference on the Application of Accelerators in Research and Industry, Denton, Texas, USA, 8-13 August, 2010. 2. R.J. Bereczky: The effect of temperatureonguidingofslowhighlychargedionsthroughmesoscopicglasscapillaries, CEPAS 2011, 5th ConferenceonElementaryProcessesinAtomic Systems, Belgrade, Serbia, June 21 - 25, 2011.  3. R.J. Bereczky: Controlling the guiding properties of mesoscopic glass capillaries for slow highly charged ions, ICPEAC, XXVII International ConferenceonPhotonic, Electronic and AtomicCollisions, Belfast, NorthernIreland, UK, 27 July - 2 August, 2011. Ismeretterjesztő közlemények 1.R. J. Bereczky, G. Kowarik, F. Aumayr and K. Tőkési Guiding of HClthrough a singlemacroscopicglass-capillary, ITSLEIF Newsletters 11 (2008) . 2. K. Tőkési, R.J. Bereczky, Töltésüket megőrző parányok önterelődése makrokapillárisokban, Természet világa (2012), közlésre elfogadva Egyéb, nem referált publikációk 26 poszter és 9 előadás 15 ATOMKI Annualreport FÜGGETLEN HIVATKOZÁSOK SZÁMA: 16

  22. Köszönetnyilvánítás Tőkési Károly Friedrich Aumayr John Tanis A prezentáció elkészítését a TÁMOP-4.2.2/B-10/1-2010-0024számúprojekttámogatta. A projektazEurópaiUnió támogatásával, azEurópaiSzociálisAlaptársfinanszírozásávalvalósultmeg.

  23. Kitekintés - További tervek, lehetőségek • Mikronyaláb áthaladása vezető és szigetelő lapocskák között • K. Tőkési, I. Rajta, R.J. Bereczky, K. Vad, Investigation of MeV proton microbeamtransmissionbetweentwoflatplates – thecases of homogeneousmetallic and insulatorplates, Nucl. Instr. and Meth. B. 279 (2012) 173. Gap 170 μm Glass plate Glass plate Cu housing • Pozitronok mikrokapillárisonát történő transzportjának vizsgálata • R.D. DuBois - Missouri University of Science and Technology, Rolla, MO USA • Elektronok mikrokapillárisonát történő transzportjának vizsgálata • A. R. Milosavljevic - Institute of Physics, University of Belgrade, Serbia • Ionok és mikrokapillárisokkölcsönhatása • F. Aumayr, Institute of AppliedPhysics, Vienna University of Technology, Austria • A. Cassimi, CIMAP/CIRIL, Cean, France

More Related