NNA P2 –T4

1. NNA P2 –T4 Katódok felületén létrehozott kilépési munkát csökkentő nanostruktúrált emix réteg kialakulásának, stabilitásának és hatékonyságának vizsgálata az erre a célra kialakított komplex katódvizsgáló berendezéssel

2. Objectives • Gas formation during emix decomposition • Electrode performance via electron emission measurements.

3. Measuring Equipment Measurement Capabilities: Test Chamber Volume: 1.5 litres Heating: up to 2000 °C Total Pressure: 103 mbar – 10-7 mbar Quadrupole Mass Spectrometer: up to 200 amu, 10 ms/channel

4. Measurement Modes • Low Vacuum Mode • High Vacuum Mode • Capillary Mode

5. Low Vacuum Mode Test chamber is pumped to 10-2 mbar, then closed.

6. Low Vacuum Mode Linear Heating in 120 seconds

7. High Vacuum Mode Test chamber is pumped down to 10-6 mbar with high vacuum chamber through the valve.

8. High Vacuum Mode Linear Heating

9. Capillary Mode Argon flushing is 2 mbar Standard heating is used

10. Capillary Mode Sample B Factory Heating Schedules Sample A Sample B with lowered current Argon Flushing Included: Test chamber pressure is 2 mbar.

11. Electron Emission – Various Coatings

12. 10 Various Coatings Tested

13. Electron Emission – Standard Emix

14. Következtetések ● A fűtési program kielégítően elbontja az Emix-et ● Az1200 C fok fölé tilos tartósan túlfűteni a katódot, mert a bárium eltávozik ● A legjobban a Standard és az Al2O3-al adalékolt bevonat teljesített ● A hirtelen 1500 C fokig felfűtött katód megőrizte magas emissziós értékét

15. NNA P2 –T4 Felületanalitikai és CVD eljárások nanostruktúrák fejlesztésében. A megfelelő elektromos kontaktusok kialakítása szempontjából fontos a felület jó minőségének biztosítása, a felületi szennyeződések illetve vegyületképződések kontrolálása. A felületen kialakuló rétegek sokszor csak néhány atomi rétegre terjednek ki. Vizsgálatukra felületanalitikai módszerek (SIMS, AES, XPS) jöhetnek szóba. Ezek közül a legalkalmasabb az XPS módszer, amely kötésállapot meghatározására is alkalmas. A vizsgálatokat megfelelően előkészített modell mintákon végeztük. Az ETT tanszéken nedves és száraz környezetben tartottak Cu és Sn bevonatokat.

16. A nedves és száraz réz és ón XPS spektrumai

17. A nedves és száraz réz és ón XPS spektrumainak kvantitatív kiértékelése

18. Az oxigén és a szén kötésállapota a nedves és száraz réz és ón mintákon

19. Következtetések ● Nedvesített mintákon F szennyezés található C-vel kötött állapotban ● A szárított minták felületén több a C ● Mindegyik minta felületén rézoxid illetve ónoxid van ● Az O kötésállapota eltérő a nedvesített és a szárított minták felületén

20. NNA P2 –T4 • Folytonos ionkibocsátású repülési idő tömegspektrométer továbbfejlesztése

21. A tömegspektrometria általánosságban Tömeg- spektrum Tömeg- spektro-méter Ion- Ion forrás nyaláb Vákuumkamra Mass AMU

22. Principle of the widely used Pulsed TOF (PTOF) equipment The basic equation for the kinetic energy of an ion is: where m and q are the mass and charge of the ion, U is the accelerating voltage and v is the velocity of the ion. The velocity can be readily expressed: The time of flight in a drift region with length L: where m0= 1.67.10-27 kg The Atomic Mass Unit (AMU) value is By introducing A for the flight time of proton. The time of flight can be expressed in a simple way as follows:

23. Operation of PTOF equipment

24. Features of the Pulsed TOF Advantages of PTOF 1./ Unlimited mass range in principle 2./ Real spectrometer not just mass filter (All the ions that enter will contribute to the signal) 3./ Good mass resolution (>104) Difficult points of PTOF 1./ Low duty cycle (10-4part) (10ns excitation 100 microsecond waiting period) 2./ Space charge limitations (Ion bunches expand due to Coulomb repulsion) 3./ Very fast data collection is required

25. Gas introduction Deflection control 1 Deflection control 2 D r i f t r e g i o n Faraday cup Lens 2 Lens 1 Lens 3 Ion gun Modulator 1. Modulator 2. Low pass Electrometer 10-10 A/V High frequency drive amplifier Pumping Controlled oscillator Tabor WW2751 Labjack board PC Original concept of the continuously operating TOF equipment (CTOF)

26. Simplified mathematical proof Assume monoenergetic beam of uniform ionic species, with the intensity I. After first modulation Here After second modulation Numerical example: Let β = 1MHz/s,and τ = 1ms. Then the upcoming frequency Ω = 1 MHz/s x 1 ms = 1 kHz

27. C E A B F D Concept of the deflection principle ion modulator/demodulator device B Modulator A D E F Shielding Deflector Deflected ion beam Modulated Beam C

28. Comparison of Pulsed and Continuous TOF equipment

29. Original recording of 10-6 mbar noble gas mixture (1 – 30 MHz)

30. Fourier transformation of Kr(69%) Xe(30%) Ar(1%)noble gas mixture 84Kr+ 28CO+ 42Kr++ Krypton 2. harmonic ghost peak 336 129Xe+ 18H2O+ Xe++

31. Spectrum environment of the single ionized Krypton 84 86 82 83 80

32. Spectrum environment of the double ionized Krypton 42 43 44CO2+ 40Ar+ 41 41.5

33. Spectrum environment of the single ionized Xenon 129 132 131 134 136 130 128

34. Spectrum environment of the double ionized Xenon 66 64.5 65.5 67 68

35. Electron impact ion source

36. Deflector plates & Modulator slit

37. Symmetrical modulator unit.

38. Köszönöm a figyelmet