HIBEX

Horizontal Ion Beam Experiment (HIBEX)

Das Horizontal Ion Beam Experiment (HIBEX) beinhaltet eine Ionenstrahlquelle nach dem Prinzip der Elektronen-Zyklotron-Resonanz. Wie im Experiment VIBEX wird daher zunächst ein Plasma durch Elektronenstöße mit einem Neutralgas (z.B. Argon) in der Ionenquelle erzeugt. Die positiv geladenen Ionen werden durch ein vorgespanntes Gittersystem aus dem Plasma extrahiert und beschleunigt. In HIBEX wird der Strahl durch die Krümmung der Gitter außerdem fokussiert. Er verläuft horizontal durch die zylinderförmige Vakuumkammer (0.65 m x 1.35 m) und trifft schließlich auf den der Ionenquelle gegenüberliegenden Beam dump. 

Eine zweiachsige schrittmotorgesteuerte Verfahreinrichtung ermöglicht Positionen entlang einer Schnittfläche, die den Strahl horizontal schneidet, anzufahren. Einer Messplatform mit verschiedenen Strahldiagnostiken, die auf der Verfahreinrichtung montiert sind, ist es so möglich Profile des Strahls in axialer und radialer Richtung bzgl. der Ionenquelle aufzunehmen.
Die verwendeten Strahldiagnostiken können Impuls, Energie und elektrische Ströme messen, wodurch eine differenzierte Betrachtung der Zusammensetzung des Ionenstrahls aus geladenen und neutralen Strahlteilchen ermöglicht wird. 

So konvertiert der sich ursprünglich nur aus Ionen zusammensetzende Strahl mit zunehmender Entfernung zur Ionenquelle zu einem Strahl aus energiereichen neutralen Atomen. 

Ebenso ist die Untersuchung von Wechselwirkungen des Strahls mit Festkörpern, die sich in dem Strahlengang befinden, möglich. Treffen die Strahlionen auf ein solches Sputtertarget, lösen sie darin Stoßkaskaden aus. Die letztendlich aus dem Sputtertarget wieder austretenden verschiedenartigen Teilchen können ebenfalls in HIBEX detektiert werden.

Blick in die Vakuumkammer: Diagnostiken auf der axial radialen Verfahreinrichtung, dahinter die Ionenquelle

Blick von außen durch einen Flansch in Richtung Quellenplasma (violett)

Schematischer Querschnitt des HIBEX