Línea de Implantación y laser femtosegundo

Panoramic view IMP beamline

Trabajando en la línea de Implantación

Panoramic view of pulsed laser

Vista panorámica de la línea de implantación

Responsable científico: José Olivares Villegas

Esta línea se coloca en el puerto −20º del segundo imán de conmutación, conectado al puerto 0 del acelerador. Esta estación permite realizar una irradiación homogénea sobre grandes áreas, de hasta 100 mm × 100 mm, incluso para el caso más extremo de 10 MeV H+, gracias a un raster de haz electrostático rápido (operando a kHz) proporcionado por HVE. La cámara de irradiación está eléctricamente aislada y diseñada para condiciones de ultra alto vacío. El bloqueo de carga es compatible con el uso de obleas de 3 pulgadas. La fluencia se controla midiendo la corriente del haz de dos formas diferentes. Por un lado, el sistema incorpora una copa de Faraday situada antes de la válvula de vacío. Por otro lado, se puede utilizar una combinación de cuatro copas de Faraday, ubicadas después de la válvula de vacío e inmediatamente antes de la cámara de irradiación. La cámara contiene un criostato/horno que permite modificar las rampas de calentamiento y enfriamiento para controlar la temperatura de la muestra durante las irradiaciones. La temperatura puede variar desde −196ºC (refrigeración por nitrógeno líquido) hasta 600ºC. El portamuestras se puede inclinar en el rango de 90º con respecto al eje del haz, lo que permite la caracterización in situ. Este soporte está fabricado en cobre para favorecer un gradiente de temperatura uniforme.

Además, la línea de haz está provista de una cámara termográfica InfraTec VarioCAM, para monitorear la distribución de temperatura durante la irradiación. Se encuentran disponibles varias técnicas ópticas para mediciones in situ, que incluyen reflectancia, transmitancia y elipsometría, todas en el amplio rango VIS-UV.

Recientemente, se ha desarrollado un gran haz macroexterno mediante el uso de láminas finas en aberturas grabadas en la brida trasera de la cámara de irradiación.

Esta configuración es capaz de generar un haz ancho (30 mm × 1 mm) de iones pesados en el aire.

large macro-external beam

Sorprendentemente, esta línea de haz fue diseñada para permitir la irradiación simultánea con un láser pulsado de femtosegundos (modelo Spectra Physics Solstice ACE, amplificador regenerativo). El láser emite pulsos de 100 fs de 6 mJ/pulso, a una tasa de repetición de 1 kHz y una longitud de onda de 800 nm. Se encuentra disponible un módulo de conversión de longitud de onda externo adicional para generar pulsos en longitudes de onda de 400 o 266 nm, según se desee. El rayo láser se dirige hacia la cámara de implantación a través de una ventana de sílice.

Internal view of the beam scanning system

Vista interna del sistema de escanedo del haz

Internal view of the beam scanning system

Vista panorámica de la línea de implantación y laser pulsado anexado