【摘 要】
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在武汉大学建立了我国首台加速器-电镜联机装置,该装置由美国GIC 2×1.7MV 串列加速器、国产200kV 离子注入机和日立H800 型透射电镜组成,经自行设计的离子传输管道进行了联
【机 构】
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武汉大学物理科学与技术学院加速器实验室,武汉 430072
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在武汉大学建立了我国首台加速器-电镜联机装置,该装置由美国GIC 2×1.7MV 串列加速器、国产200kV 离子注入机和日立H800 型透射电镜组成,经自行设计的离子传输管道进行了联机实验,离子传输系统用LEADS 软件进行了光路优化.来自串列加速器的离子束经开关磁铁后直接进入联机离子光路;来自离子注入机的离子束经90°磁偏转、磁四极透镜聚焦进入联机光路,直至电镜样品.用离子注入机进行了气体离子引入电镜及单晶Si、GaAs、Ag 纳米晶和超临界反应堆材料(C276 和6XN)的离子注入辐照实验.束流调试表明,115keV 氮离子在电镜入口测得束流强度达180nA,电镜样品可在倾斜52o 条件下进行离子辐照.加速器、离子注入机、透射电镜即可独立运行,互不影响,也可联机运行,满足注入样品原位观测微结构变化的要求.对单晶Si 和Ag 纳米晶样品的离子注入的原位结构观测结果表明,样品在注入至一定剂量时发生明显的多晶和非晶化,单晶Si 出现非晶化的临界剂量在1014 cm-2.C276 材料经1×1015cm-2 的Ar 离子辐照后,产生尺寸3~12nm的位错环,其密度随剂量的提高而增大,至5×1015cm-2 出现多晶,剂量超过3×1016cm-2 出现非晶化.在加速器-电镜联机光路上安装有在线RBS 靶室,用对离子束辐照的材料进行元素成分和晶格定位测试.在靠近电镜端安装有50kV 低能离子源,用于开展核材料中氦泡形成过程的原位观测.
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