Projecto e construção de um aparelho para a medição da taxa de emissão de electrões secundários

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Física

A formação de uma nuvem de electrões no interior dos aceleradores de partículas leva à deterioração da qualidade do feixe de partículas. Esta nuvem é o resultado da ionização do gás residual pelo feixe de partículas e pelos electrões resultantes da colisão do feixe com as paredes internas do acelerador. Os electrões da nuvem electrónica, ao colidirem com as paredes do sistema de vácuo, são multiplicados de acordo com a taxa de produção de electrões secundários da superfície (SEY) e interagem com o feixe de alta energia, reduzindo desta forma a sua qualidade. Uma forma de prevenir a deterioração do feixe é empregar materiais que sejam emissores pobres de electrões secundários. De entre as várias soluções até ao momento conhecidas, os revestimentos de carbono depositados por cátodo magnetrão parecem ser a solução mais promissora [1, 2]. Contudo, mais tarde detectou-se um aumento da SEY destes materiais em função da exposição prolongada ao ar, não tendo por isso sido encontrada a solução ideal. Nesse sentido o trabalho aqui desenvolvido pretende ser uma contribuição, que se espera significativa, para o estudo e compreensão destes processos. Nesta óptica foi projectado, construído e implementado um aparelho para medição da SEY de diversos materiais. Foram ainda realizados testes de funcionamento do aparelho e da sua aptidão para os estudos previstos, tendo sido comprovada a sua fiabilidade. As experiências foram realizadas a uma pressão de 10-6 mbar em duas amostras de grafite. As medidas efectuadas permitiram o estudo da influência de parâmetros cruciais na taxa de emissão de electrões secundários, nomeadamente o ângulo de incidência do feixe de electrões e a rugosidade da superfície da amostra. Estudou-se ainda a percentagem relativa de electrões reflectidos presentes na taxa de emissão de electrões secundários. O aparelho desenvolvido foi acoplado ao aparelho multitécnicas da linha de Investigação “Ciência e Engenharia de Superfícies e Tecnologia de Vácuo” do CEFITEC, proporcionando ao sistema mais uma forma de análise.