عنوان :

مقاله بررسی ایجاد پرتوهای یونی سرد برای نانوتکنولوژی

تعداد صفحات : ۲۸

نوع فایل : ورد و قابل ویرایش

چکیده

در این مقاله با استفاده از روش‌های سرد کردن یون‌ها در میدانهای چهارقطبی، امکان به‌کارگیری آنها را با توجه به مشخصات مورد نظر در نانوتکنولوژی بررسی می کنیم. نتایج و محاسبات انجام شده نشان می‌دهد که تله‌های پایولی و هدایت کننده‌های چهارقطبی را می‌توان با استفاده از روش سردکردن بافری جهت آماده سازی پرتوهای یونی مورد نظر در نانوتکنولوژی به‌کار برد. با کاهش دمای گاز بافری به دمای نیتروژن مایع و پایینتر، پراکندگی فضایی در حدود مورد قبول در فن‌آوری نانوتکنولوژی بدست می آید. از طرفی آزمایشات انجام شده برروی سرد کردن جریآنهای پیوسته یونی در هدایت کننده‌های چهار قطبی ، نشان دهنده آن است که می‌توان توسط استفاده از گاز بافری دمای پرتو خروجی را تا حدود دمای گاز بافری کاهش داد.

واژه های کلیدی: سرد کردن یون‌ها، میدانهای چهارقطبی، نانوتکنولوژی، پراکندگی فضایی،

فهرست مطالب

مقدمه    ۱
سرد کردن یون‌ها در میدآنهای چهارقطبی    ۱۳
مشخصات پرتوهای مورد نیاز فن‌آوری نانویی    ۱۶
نتایج تجربی    ۱۸
خلاصه    ۲۴
منابع و مراجع:    ۲۵

منابع و مراجع:

۱٫    H. Goldstein, “Classical Machanics”, Addison-Wesley, Reading (1980).
۲٫    Eric A. Cornell, Wolfgang Ketterle, Carl E. Wiemen, “Bose-Einstein Condensation in dilute gases of Alkali atoms”, The 2001 Nobel Prize in Physics.
۳٫    R.E. March and J.F.J. Todd, “Modern Mass Spectrometry-Practical Aspects of Ion Trap Mass Spectrometry, CRC Press series (1995).
۴٫    A.M. Ghalambor Dezfuli, “Injection, Cooling and Extraction of Ions from a Very Large Paul Trap”, Ph.D. Thesis, McGill University (1996)
۵٫    A.M. Ghalambor Dezfuli, “Ion Trap Nanotechnology?” Physical society, Physics Department McGill University, Montreal Quebec Canada (2001)
۶٫    T. Kim. “Buffer gas cooling of ions in a radio frequency Quadrupole ion guide”. Ph.D. Thesis, McGill University Montreal (Quebec), August (1997).

مقدمه

عنصر اساسی در توانایی ما برای مشاهده، ساخت، و در بعضی موارد به‌کاراندازی دستگاههای بسیار کوچک فراهم بودن پرتوهای ذره‌ای بسیار متمرکز، مشخصا” از فوتون‌ها، الکترون‌ها و یون‌ها می‌باشد.

قانون عمومی حاکم بر اثر ذرات برخوردی، بیان می‌دارد که چنانچه تمایل به تمرکز یک پرتو از ذرات به یک نقطه با اندازه مشخص داشته باشیم، طول موج وابسته به ذرات برخوردی باید کوچک‌تر از اندازه قطر نقطه مورد نظر باشد. روابط حاکم بر انرژی و بالطبع طول موج این ذرات بیان کننده آن است که اتم‌ها و بالطبع یون‌ها مناسب ترین کاندیداها برای این آزمایشات می‌باشند (جدول ۱).

جدول ۱: طول موج ذرات (mm) در انرژی‌های مختلف Eo(eV)

با نگاهی به جدول ۱ مشاهده می‌کنیم که فوتون‌های در ناحیه مریی (eV5/3 – ۶/۱) برای تمایز تا یک مایکرون و تشخیص اندازه‌های تا چند مایکرون مفید هستند. استفاده از فوتون‌های انرژی بالاتر یعنی در ناحیه UV تا محدود اشعه ایکس (eV1000 – ۵) قدرت تمایز پذیری بیشتری را حاصل می‌نماید. اما با افزایش بیشتر انرژی (بزرگ‌تر از (eV) 1000) به علت افزایش اثر پخش شدگی (scattering) فوتون‌ها کاربرد خود را در محدوده طول موج‌های کوتاه به سرعت از دست می‌دهند.

در مورد الکترون‌ها که معمولا” در محدوده انرژی‌های (eV) 105 – 102 به کار می‌روند، محدودیت طول موج در اندازه‌های اتمی، که چند آنگستروم (m10-10) می‌باشد، وجود نداشته اما دوباره محدودیت ناشی اثر بخش شدگی ظاهر میگردد، که توجه به استفاده از الکترون‌ها را کاهش می‌دهد. در خصوص به کارگیری یون‌ها، با توجه به جدول ۱ حتی یون‌های با انرژی خیلی کم طول موجی بسیار کوتاهی دارا میباشند، و به علت آنکه دارای اندازه‌ای قابل مقایسه با اندازه‌های آرایه‌های اتمی می‌باشند، حوزه عمل آنها بسیار محدود بوده و دارای پخش شدگی بسیار ناچیز می‌باشند.

به واسطه همین خصوصیات از یک طرف و امکان دست‌کاری (manipulation) آسان یون‌ها در میدآنهای الکتریکی و مغناطیسی، توجه به استفاده از یون‌ها در ساختارهای بسیار ریز در قرن جدید و آینده، که قرون ساختارهای بسیار ریز که اصطلاحا” فن‌آوری نانویی گفته می‌شود اهمیت می‌یابد. با توجه به خصوصیات این فن‌آوری، سیستم تحویل دهنده پرتو یونی باید یون‌هایی را آماده سازد که به صورت بسیار بالایی متمرکز شده، و دارای هم‌راستایی بسیار خوبی بوده و در نتیجه دارای پراکندگی بسیار کم و تابندگی بالا باشند.

فضای فاز

برطبق مکانیک آماری مشخصه اصلی حرکت هر توزیع یونی در فضای فاز (phase space) که فضای معرف حرکت یون‌ها می‌باشد، به وسیله مختصات اندازه حرکت (p) و جابه‌جایی (q) بیان می‌گردد. برای سیستم‌های با سه درجه آزادی (x,y,z) این فضا، فضایی ۶ بعدی را با مختصات (p_x,p _y,p _z) p _iو (q _x,q _y,q _z) q _i تشکیل می‌دهد.

جهت دریافت و خرید متن کامل مقاله و تحقیق و پایان نامه مربوطه بر روی گزینه خرید انتهای هر تحقیق و پروژه کلیک نمائید و پس از وارد نمودن مشخصات خود به درگاه بانک متصل شده که از طریق کلیه کارت های عضو شتاب قادر به پرداخت می باشید و بلافاصله بعد از پرداخت آنلاین به صورت خودکار  لینک دنلود مقاله و پایان نامه مربوطه فعال گردیده که قادر به دنلود فایل کامل آن می باشد .