Beam Scanning Controller for Proton-Beam Writing

A scanning control system of the ion beam of MeV energies has been developed for the nuclear scanning microprobe and proton-beam writing channel as a part of accelerator-analytical complex based on the Sokol electrostatic accelerator of the Institute of Applied Physics of the National Academy of Sciences of Ukraine. The system was put into operation to replace the obsolete one based on microcontrollers. The scanning control system is based on a National Instruments reconfigurable module with a Field Programmable Gate Array. The module operates in real time and is connected to a personal computer by a high-speed PCI-Express interface with data buffering. The system provides two main modes of operation: exposure of sample areas with a given profile and raster secondary electrons imaging of the sample or a calibration grid. Profile exposure is possible both in raster and functional scanning modes. Automatic calibration of the profile scale and scan raster is also implemented. Using of reconfigurable logic makes it possible to quickly adjust the system to the conditions of a particular experiment and the available equipment. The hardware capabilities of the scanning control system allows in the future to connect up to 4 spectrometric ADC for mapping the elemental composition of samples using Proton Induced X-ray Emission and Proton Backscattering. The first experiments on the irradiation of polymethylmethacrylate have been carried out; images of the obtained microstructures taken with a scanning electron microscope are shown. The aim of this work is to develop a control system for scanning a high-energy focused beam in proton beam writing technique to create small-sized structures for special purposes, as well as to demonstrate the efficiency of the developed system

Прилад для визначення товщини шарів плівкоутворення на статичних підкладках

Прилад для визначення товщини шарів плівкоутворення на статичних підкладках складається з резервуара постійного рівня рідини, на днищі якого виконано щонайменше один отвір і до якого приєднаний плоский змінний плівкоутворювач, електроконтактного пристрою, який складається з мікрометра з голкою, яка може переміщуватися по висоті та індикатора змінного струму. Мікрометр жорстко закріплений до днища резервуара постійного рівня рідини та розміщений під прямим кутом до плоского змінного плівкоутворювача

Дослідження впливу захисного покриття на основі тугоплавких сполук перехідних металів нанесеного на ріжучій інструмент на його стійкість

Об’єкт дослідження – процеси формування нанокомпозитних та багатошарових наноструктурних покриттів з комплексом прогнозованих властивостей на основі нітридів, карбідів та боридів перехідних металів, синтезованих за допомогою модернізованої установки магнетронного типу. Мета роботи – встановлення основних закономірностей формування складу та структури композитних наноструктурних покриттів з прогнозованими функціональними властивостями, розробка технологічних рекомендацій до практичного застосування захисних покриттів, зокрема для машинобудування та військово-промислового комплексу. Показати залежність між структурою і складом покриттів із нітридів і боридів перехідних металів та їх фізико- механічними властивостями (твердістю, нанотвердістю, модулем пружності тощо). Основним результатом, є визначення впливу енергетичних факторів магнетронного розпилення на формування структурно-фазового стану матеріалу покриття. Це дозволить розробити нові підходи до технології отримання захисних покриттів з контрольованими фізико-механічними характеристиками для застосування у різних галузях промисловості, насамперед у машинобудуванні – галузі яка включає в себе і виробництва військово-промислового комплексу Новизна підходу полягає в можливості контролювати складові частини потоків енергій іонів, електронів та швидких нейтралів, що бомбардують підкладку під час формування покриття. Зміна енергетичного впливу на підкладку дасть можливість отримувати покриття із прогнозованими фізико-механічнім властивостями, які задовольняють умовам тієї чи іншої прикладної задачі. Моделювання процесу формування досліджуваних покриттів дозволить прогнозувати їх структурний стан та фізико-механічні властивості. На базі отриманих даних можливо створення нової концепції розробки твердих, а в перспективі, і надтвердих, нанокомпозитних систем тугоплавких сполук і формулювання інноваційних пропозицій з перспективою впровадження розробки у виробництво. Запропонована технологія дозволить отримати високоточних інструментів обробки поверхонь та знизити вартість технологічного процесу