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Deposición de haz de iones

La deposición por haz de iones ( IBD ) es un proceso de aplicación de materiales a un objetivo mediante la aplicación de un haz de iones . [1]

Configuración de deposición por haz de iones con separador de masas

Un aparato de deposición de haz de iones normalmente consta de una fuente de iones, una óptica de iones y el objetivo de deposición. Opcionalmente se puede incorporar un analizador de masas. [2]

En la fuente de iones se ionizan los materiales fuente en forma de gas, un sólido evaporado o una solución (líquido). Para IBD atómico, se emplean ionización electrónica , ionización de campo (fuente de iones Penning) o fuentes de arco catódico . [ cita necesaria ] Las fuentes de arco catódico se utilizan particularmente para la deposición de iones de carbono . La deposición por haz de iones moleculares emplea ionización por electropulverización o fuentes MALDI . [3]

Luego, los iones se aceleran, enfocan o desvían utilizando altos voltajes o campos magnéticos. Se puede emplear una desaceleración opcional en el sustrato para definir la energía de deposición. Esta energía suele oscilar entre unos pocos eV y unos pocos keV. [3] Con baja energía, los haces de iones moleculares se depositan intactos (aterrizaje suave de iones), mientras que con una energía de deposición alta, los iones moleculares se fragmentan y los iones atómicos pueden penetrar más en el material, un proceso conocido como implantación de iones . [4]

La óptica iónica (como los cuadrupolos de radiofrecuencia) puede ser selectiva en masa. En IBD se utilizan para seleccionar una única especie de ion o una variedad de especies para su deposición con el fin de evitar la contaminación. En particular, en el caso de los materiales orgánicos, este proceso suele controlarse mediante un espectrómetro de masas . [5]

La corriente del haz de iones, que es una medida cuantitativa de la cantidad de material depositado, se puede controlar durante el proceso de deposición. Se puede utilizar el cambio del rango de masa seleccionado para definir una estequiometría . [6]

Ver también

Referencias

  1. ^ Mamá, W; Ruys, AJ; Zreiqat, H (1 de enero de 2009), Di Silvio, Lucy (ed.), "16 - Carbono similar al diamante (DLC) como recubrimiento biocompatible en medicina ortopédica y cardíaca", Cellular Response to Biomaterials , Woodhead Publishing Series in Biomaterials, Woodhead Publishing, págs. 391–426, ISBN 978-1-84569-358-9, recuperado el 10 de diciembre de 2023
  2. ^ Fuerte, DA; Durmus, NG; Webster, TJ (1 de enero de 2013), Gaharwar, AK; Sant, S.; Hancock, MJ; Hacking, SA (eds.), "5 - Síntesis de nanomateriales basados ​​en carbono para aplicaciones de ingeniería de tejidos", Nanomaterials in Tissue Engineering , Woodhead Publishing Series in Biomaterials, Woodhead Publishing, págs. 119-157, ISBN 978-0-85709-596-1, recuperado el 10 de diciembre de 2023
  3. ^ ab Li, Wuxia; Gu, Changzhi (2013), Nee, Andrew (ed.), "Ion Beam Instruments Used for Nanomanufacturing", Handbook of Manufacturing Engineering and Technology , Londres: Springer, págs. 1–22, doi :10.1007/978-1-4471 -4976-7_63-4, ISBN 978-1-4471-4976-7, recuperado el 10 de diciembre de 2023
  4. ^ Yurish, Sergey Y. (17 de octubre de 2018). Reseñas de Avances en Óptica 1. ISBN 978-0-244-42328-5.
  5. ^ Walz, Andrés; Stoiber, Karolina; Huettig, Annette; Schlichting, Hartmut; Barth, Johannes V. (7 de junio de 2022). "Navegue elefantes moleculares voladores de forma segura hasta el suelo: aterrizaje suave selectivo de masa hasta el rango Mega-Dalton mediante deposición de haz de iones controlado por electropulverización". Química analítica . 94 (22): 7767–7778. doi : 10.1021/acs.analchem.1c04495. ISSN  0003-2700. PMC 9178560 . PMID  35609119. 
  6. ^ Fremdling, Paul; Esser, Tim K.; Saha, Bodhisattwa; Makarov, Alejandro A.; Fuerte, Kyle L.; Reinhardt-Szyba, María; Gault, José; Rauschenbach, Stephan (27 de septiembre de 2022). "Un espectrómetro de masas preparativo para depositar grandes complejos de proteínas nativas intactas". ACS Nano . 16 (9): 14443–14455. doi :10.1021/acsnano.2c04831. ISSN  1936-0851. PMC 9527803 . PMID  36037396.