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AbstractAbstract
[en] In an ion beam which spreads in the residual gas of a beam guiding systems in collisions between beam ions and residual gas atoms (molecule) electron-residual gas ion pairs are produced. The electrons are captured from the space charge of the ion beam and neutralize with its negative charge partly the positive space charge of the ion beam. This effect is called space charge compensation by the residual gas. The residual gas ions simultaneously produced with the electrons are repelled by the residual space charge of the ion beam. In the framework of this thesis an electrostatic spectrometer (RADIAN) was constructed by which the energy distribution of these residual gas ions can be measured. With this spectrometer the dependences of the mean energy of the residual gas ions on different beam parameters was studied. Measurements were performed on Ar+ ion beams with currents from 10 μA to 1.6 mA in the energy range from 15 to 45 keV. The residual gas pressure was varied in the range from 2x10-6 to 2x10-4 hPa (mbar) and the beam diameter between 6 and 40 mm. The measurements showed that the space charge of the ion beams studied was extensively compensated (degrees of compensation > 85%). By means of an electrode which was put on a positive potential the compensation electrons could be removed from the beam. So degrees of compensation smaller than 20% were reached. The degree of compensation was determined in dependence from the different beam parameters. With an extension of the spectrometer the radial potential distribution between the ion beam axis and the grounded wall of the beam guiding system was measured. (orig./HSI)
[de]
In einem Ionenstrahl, der sich im Restgas eines Strahlfuehrungssystems ausbreitet, werden in Stoessen zwischen Strahlionen und Restgasatomen(-molekuelen) Elektron-Restgasion-Paare erzeugt. Die Elektronen werden von der Raumladung des Ionenstrahls eingefangen und gleichen mit ihrer negativen Ladung zum Teil die positive Raumladung des Ionenstrahls aus. Dieser Effekt wird als Raumladungskompensation durch das Restgas bezeichnet. Die gleichzeitig mit den Elektronen entstehenden Restgasionen werden von der Restraumladung des Ionenstrahls abgestossen. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein elektrostatisches Spektrometer (RADIAN) aufgebaut, mit dem die Energieverteilung dieser Restgasionen gemessen werden kann. Mit diesem Spektrometer wurden die Abhaengigkeiten der mittleren Energie der Restgasionen von verschiedenen Strahlparametern untersucht. Es wurden Messungen an Ar+-Ionenstrahlen mit Stroemen von 10 μA bis 1,6 mA im Energiebereich von 15 bis 45 keV durchgefuehrt. Der Restgasdruck wurde im Bereich von 2x10-6 bis 2x10-4 hPa(mbar) variiert und der Strahldurchmesser zwischen 6 und 40 mm. Die Messungen ergaben, dass die Raumladung der untersuchten Ionenstrahlen weitgehend kompensiert war (Kompensationsgrade > 85%). Mit Hilfe einer Elektrode, die auf positives Potential gelegt wurde, konnten die Kompensationselektronen aus dem Strahl entfernt werden. Es wurden so Kompensationsgrade kleiner als 20% erreicht. Der Kompensationsgrad wurde in Abhaengigkeit von den verschiedenen Strahlparametern bestimmt. Mit einer Erweiterung des Spektrometers wurde die radiale Potentialverteilung zwischen der Ionenstrahlachse und der geerdeten Wand des Strahlfuehrungssystems gemessen. (orig./HSI)Original Title
Untersuchung des Raumladungspotentials von Ionenstrahlen
Primary Subject
Source
Aug 1984; 91 p; Diss.
Record Type
Report
Literature Type
Thesis/Dissertation
Report Number
Country of publication
ARGON 40 BEAMS, ARGON IONS, BEAM INJECTION, BEAM TRANSPORT, ELECTRIC FIELDS, ELECTRIC POTENTIAL, ELECTRONS, HIGH VACUUM, ION BEAMS, ION-ATOM COLLISIONS, IONIZATION, ION-MOLECULE COLLISIONS, KEV RANGE 100-1000, KEV RANGE 10-100, MICRO AMP BEAM CURRENTS, MILLI AMP BEAM CURRENTS, MOLECULAR IONS, PRESSURE DEPENDENCE, SPACE CHARGE, TIME DEPENDENCE
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