Calibration standars of nuclear microprobes

El Micro-haz de iones Pesados (MiP) del laboratorio Tandar constituye un instrumento de características únicas en el país, pues puede proveer haces de iones pesados de dimensiones micrométricas acelerados hasta decenas de MeV de energía. La búsqueda de tamaños de haz más pequeños ha creado la necesidad de contar con estándares de calibración de elevada calidad de resolución. En el presente trabajo se desarrollaron los primeros prototipos para calibrar la focalización del haz: estructuras metálicas de cobre o niquel en forma de grilla con orificios cuadrados. Se emplearon dos métodos de fabricación. En el primero se utilizaron técnicas de fotolitografía convencional sobre un sustrato de silicio con foto-resina, mientras que en el segundo se utilizó el MiP para micro-mecanizar sustratos de Niobato de Litio (LiNbO3). En ambos casos se finalizó el proceso de fabricación del patrón con electrodeposición de cobre o níquel sobre la matriz desarrollada. Mediante la técnica fotolitográfica se fabricaron grillas de níquel que varían entre 130 y 180 mesh**. Mediante micro-mecanizado con el MiP se fabricaron grillas de cobre de entre 500 y 2000 mesh sobre sustratos de LiNbO3.The Micro-heavy ion beam (MiP) at Tandar’s Lab is a unique instrument in the country, as it can provide heavy ion beams at micrometer-scale accelerated to tens of MeV energy. The quest for smaller beam sizes has created the need for calibration standards of high resolution quality. In this paper we developed the first prototypes to calibrate the beam focusing: metal structures of copper or nickel shaped grid with square holes. We used two methods of manufacture. Were used in the first conventional photolithography techniques on a silicon substrate with photoresin while the second was used for micromachining with MiP substrates of lithium niobate (LiNbO3). In both cases the process for the manufacture was finished with electro-deposition of copper or nickel on the matrix developed. By photolithographic technique nickel grids were manufactured varying between 130 and 180 mesh. By MiP micromachining copper grids were produced between 500 and 2000 mesh on LiNbO3 substrates.Fil: Arena, S.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Faya, T.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Lell, J.. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Vega, N.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; ArgentinaFil: Davidson, Jorge. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Nesprias, Francisco Jose Gabriel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Debray, M.. Universidad de Buenos Aires. Facultad de Ciencias Exactas y Naturales; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentin

Millimeter length micromachining using a heavy ion nuclear microprobe with standard magnetic scanning

In order to increase the scanning length of our microprobe, we have developed an irradiation procedure suitable for use in any nuclear microprobe, extending at least up to 400% the length of our heavy ion direct writing facility using standard magnetic exploration. Although this method is limited to patterns of a few millimeters in only one direction, it is useful for the manufacture of curved waveguides, optical devices such Mach-Zehnder modulators, directional couplers as well as channels for micro-fluidic applications. As an example, this technique was applied to the fabrication of 3mm 3D-Mach-Zehnder modulators in lithium niobate with short Y input/output branches and long shaped parallel-capacitor control electrodes. To extend and improve the quality of the machined structures we developed new scanning control software in LabViewTM platform. The new code supports an external dose normalization, electrostatic beam blanking and is capable of scanning figures at 16 bit resolution using a National InstrumentsTM PCI-6731 High-Speed I/O card. A deep and vertical micromachining process using swift 35Cl ions 70 MeV bombarding energy and direct write patterning was performed on LiNbO3, a material which exhibits a strong natural anisotropy to conventional etching. The micromachined structures show the feasibility of this method for manufacturing micro-fluidic channels as well.Fil: Nesprias, Francisco Jose Gabriel. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Debray, Mario Ernesto. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Davidson, Jorge. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentina. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; ArgentinaFil: Kreiner, Andres Juan. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Universidad Nacional de San Martín. Escuela de Ciencia y Tecnología; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: Vega, Nahuel Agustín. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; ArgentinaFil: de la Fourniere, Emanuel María. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas; Argentina. Comisión Nacional de Energía Atómica. Centro Atómico Constituyentes. Gerencia de Investigación y Aplicaciones; Argentin