VIBEX

Abb.1: Vertical Ion Beam Experiment (VIBEX)

Your browser does not support the video tag. Animation zur Zündung des Vertical Ion Beam Experiments © Tim Brandt

Your browser does not support the video tag. Animation zur Strahlextraktion © Tim Brandt

Das Vertical Ion Beam Experiment (VIBEX) (Abb. 1) besteht aus einer Edelstahlkammer mit 30 cm Innendurchmesser und einer Höhe von 40 cm. Zur Erzeugung eines Ionenstrahls wird eine vom Leibniz-Institut für Oberflächenmodifizieung (IOM Leipzig) für industrielle Nutzung entwickelte Breitstrahlionenquelle verwendet, die nach dem Prinzip der Elektron-Zyklotron-Resonanz (Electron Cyclotron Resonance (ECR)) arbeitet.
Die Erzeugung eines ECR-Plasmas basiert auf der Kombination eines statischen Magnetfeldes und elektromagnetischen Feldern einer Mikrowelle. Durch ein statisches Magnetfeld werden freie Elektronen aufgrund der Lorentzkraft in eine Gyrationsbewegung mit der Zyklotronfrequenz versetzt. Durch die Gyrationsbewegung ist eine längere Aufenthaltsdauer der Elektronen in der Reaktionskammer gewährleistet, wodurch Stöße zwischen Elektronen und Atomen häufiger auftreten. Ionisiert wird das Gas durch die Übertragung der kinetischen Energie der Elektronen an die Gasatome. Diese Art der Ionenerzeugung ist besonders effektiv, sodass Ionendichten bis zu n_i = 10¹² cm^-3 erreicht werden können.
Durch die Orientierung der Quelle ist der erzeugte Ionenstrahl vertikal nach oben gerichtet (Abb. 2+3).
Die Untersuchungen, die an diesem Aufbau durchgeführt werden dienen hauptsächlich der Diagnostik des Ionenstrahls. So wird beispielsweise mit Hilfe kleinster Partikel oder Kraftsonden der von energiereichen Ionen und Neutralen erzeugte Impuls gemessen. Dabei werden beispielsweise die Trajektorien (Abb. 4) von Glashohlkugeln (Abb. 5) durch stroboskopische Beleuchtung mit einem Laserfächer erfasst und deren Beschleunigung bestimmt.

Abb. 2: Ionenstrahl in VIBEX	Abb. 3: Plasma und Beschleunigungsgitter von VIBEX
Abb. 4: Partikeltrajektorien	Abb. 5: Glasmikropartikel