بررسي آثار برخورد يون هاي مختلف بر سطح آلومينيوم با استفاده از دستگاه پلاسماي كانوني نوع مدر با انرژي kJ 5/2

Investigation of different ion effects on the aluminum samples with a 2.5 kJ mater type plasma focus device

هدف از اين تحقيق بررسي اثرات و تغييراتي است كه بر اثر برخورد يون هاي مختلف توليدي توسط دستگاه پلاسماي كانوني SBUPF1 ( 6/8، kV 25، kJ 5/2) نوع مدر بر روي سطح آلومينيوم به وجود مي آيد. گازهاي Ar و H+1%Kr به عنوان گاز عملكردي در دستگاه پلاسماي كانوني استفاده شد. براي به دست آوردن بيشينه چگالي يوني، فشار و ولتاژ عملكردي بهينه براي گازAr به ترتيب mbar 45/0 و kV 22 و براي گاز H+1%Kr به ترتيب برابر mbar 5 و kV 23 تعيين شد. براي تحليل اثرات به وجود آمده بر روي سطح، از تصاوير SEM و براي آناليز عنصري نمونه ها، از طيف نگاري EDX استفاده شد. ذوب شدگي، تبخير سطحي، فرورفتگي ها و برجستگي ها، به وجود آمدن ترك و شكاف در سطح از جمله اثرات مشاهده شده بر روي سطح آلومينيوم با استفاده از تصاوير SEM مي باشد. هم چنين شدت اين اثرات در ارتفاعات مختلف از مكان توليد يون در داخل دستگاه پلاسماي كانوني مورد بررسي قرار گرفت. در آناليز عنصري نمونه هاي آلومينيوم با استفاده از تكنيك EDX نفوذ يون هاي مس ناشي از كندو پاش از آند دستگاه در هنگام تشكيل پينچ، به داخل نمونه هاي آلومينيوم مشاهده شد. محاسبات SRIM براي تعيين عمق نفوذ يون ها در داخل نمونه هاي آلومينيوم انجام شده است.

The main purpose of this work is to investigat the effects of different ions produced in plasma focus device (SBUPF1) with the specification of (8.6 , 25 kV, 2.5kJ) on the Aluminum surface. Also the possibility of ion implantation with the use of this device has been investigated. Argon and Hydrogen+1%Krypton used as working gas. For determining optimum ion density, optimum pressure and operating voltage for Argon as operating gas have been obtained (0.45mbar and 22kV respectively). These parameters for Hydrogen+1%Krypton were 5mbar and 23kV respectively. Irradiated samples have been analyzed with SEM technique for morphological and surface study of samples. The EDX spectroscopy and the SRIM calculations have been done to determine the composition of samples and the penetration depth of the ions in the samples respectively. Melting and surface evaporation effects and generation of cracks were seen in these samples. The intensity of these effects for the samples put in different height from the anode top has been determined. Elemental analysis with EDX technique showed that copper ions penetrated into the samples due to sputtering from anode.