O que é o LAMFI?
(What's LAMFI?)

O Laboratório de Análises de Materiais por Feixes Iônicos foi criado em 1992, para desenvolver aplicar e oferecer métodos de física nuclear para a análise e modificação de materiais e filmes finos. O LAMFI é um laboratório aberto, gerido por um comitê, composto por docentes do Instituto de Física e da Escola Politécnica da USP, que por sua vez indicam seu coordenador técnico. O laboratório é utilizado por um grande número de pesquisadores e grupos de pesquisa, gerando dados e resultados nas mais variadas áreas do conhecimento, tais como pesquisas em novos materiais, filmes finos semicondutores ou magnéticos, e pesquisas ambientais em poluição do ar. Pela sua estrutura, o LAMFI é um Laboratório de Física Nuclear Aplicada, que provê os métodos analíticos para o desenvolvimento dos projetos de pesquisa de seus usuários e eventualmente colabora com o desenvolvimento de novos métodos analíticos.

O atual coordenador do LAMFI, Prof. Dr. Manfredo Harri Tabacniks, responde pela manutenção das facilidades, pela organização e uso do laboratório. As principais facilidades instaladas atualmente no LAMFI são um acelerador eletrostático e duas estações de análise, projetadas especificamente para análise de materiais por feixes iônicos, um SIMS (espectrômetro de massa por íons secundário) e um implantador de 70 kV, em fase de instalação.

O acelerador é do tipo Pelletron-Tandem, modelo 5SDH, com "stripper" gasoso (Nitrogênio), construído pela NEC, National Electrostatic Corporation, dos EUA, e pode alcançar até 1,7MV de tensão no terminal. Duas fontes de íons alimentam o sistema, sendo uma de rádio frequência (Alphatross), com câmara de troca de carga com vapor de rubídio e a outra do tipo SNICS (Source of Negative Ions by Cesium Sputtering).


Acelerador Eletrostático de 3MeV

Na atual configuração, o acelerador pode fornecer feixes de prótons e partículas alfa respectivamente com energias entre 0,6 e 3,4 MeV e 0,6 e 5,1 MeV. A máxima corrente de feixe alcançada na amostra é da ordem de 100nA. O acelerador possui cinco terminais de saída (±30º, ±15º e 0º) localizados após o imã seletor, que também é usado para o controle de energia.

Duas dessas saídas estão conectadas a câmaras de irradiação e análise, que juntamente com sua eletrônica de controle e de aquisição de dados compõe as estações de análise PIXE e Multi-uso.

Estações de Análise

A estação de análise Multi-uso foi adquirida juntamente com o acelerador. Consta de uma câmara de espalhamento, com 43cm de diâmetro interno e 15cm de altura que permite análises por espalhamento elástico (RBS e FRS), canalização de feixe, reações nucleares (NRA) e por espectroscopia de raios-X característicos (PIXE). A câmara contém três detectores de barreira de superfície e um detector de raios-x tipo Si(Li). As amostras são montadas em um porta-amostras móvel afixado num goniômetro com cinco graus de liberdade. A carga ou descarga de amostras pode ser realizada sem quebra de vácuo da câmara. A aquisição de dados é feita por um buffer-multicanal acoplado a um microcomputador pessoal tipo IBM-PC®. Para cálculo e simulação de espectros de RBS utiliza-se o programa RUMP.

Simulação feita pelo RUMP (espectro RBS)

A estação de análise PIXE consta de uma câmara de alto vácuo, projetada e construída no IFUSP (Tabacniks, 1983) especialmente para análise de aerossóis atmosféricos. Contém um porta-amostras linear parcialmente automatizado com capacidade para 18 discos de 25mm de diâmetro, com controles-XY manuais e externos. Dispõe de dois detectores de raios-X tipo Si(Li), de eletrônica de controle e de aquisição de espectros e de integração de carga. Os espectros são acumulados em buffer-multicanal conectado a um micro-computador pessoal tipo IBM-PC®. A redução de espectros de raios-X é realizada por meio do programa AXIL.

 

Simulação de um espectro PIXE feita pelo AXIL

 

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