Pirmā atskaites perioda kopsavilkums
1Projekta zinātnisko rezultātu pārskatsAtskaites periods Nr. 1.(01.05.2020. -31.07.2020.)Projekts: Nr. 1.1.1.1/19/A/144 “Tehnoloģiski pētījumi, lai radītu nākamās paaudzes mazizmēra 100 keV bora jonu implantācijas iekārtu ar TRL līmeni tuvu pie 4”. Projekta realizētāji: Latvijas Universitāte (vadošais partneris), SIA “Baltic Scientific Instruments”. Projekta vispārējais mērķis: Vispārējais mērķis ir attīstīt jaunas paaudzes implantēšanas tehnoloģijas tehnisko nodrošinājumu / aparātu kopumu ar virsmērķi nākotnē tādus ražot un lietot Latvijā, kā arī eksportēt.Projekts attīstīs sekojošas inovatīvas tehnoloģijas, sasniedzot konceptuālāprototipa līmeni:-Boraatomizācija un jonu radīšana dobā katoda ierosmes sistēmā artālāku papildu ierosmi induktīvi saistītā plazmā ar tālāku bora jonu kūļa formēšanu un paātrināšanu ar lauku līdz 100 KV. Lielie industriālie implantēšanas aparātibora kūļu formēšanai lieto toksiskubora fluorīda gāzi. Šī projekta atslēgas inovācija bora atomizācija un jonizācija kombinētā plazmas izlādē;-Inovatīva pieeja ļaus jonu kūļa paātrināšanai izmantot klasiskaslineārā paātrinātāja sistēmas, kasoptimizēs dažādus jonu implantēšanas procesa parametrus. Viens no perspektīvākiem ir jonu kūļa paātrināšana ar kvadrupola masas selektoru (QMS-labi zināma metode mass spektrometrijā), jo tas ir būtiski mazāks, lētāks un vieglāks nekā tradicionāli izmantotais dubultfokusēšanas magnēta atommasas filtrs. Projekta darbības un paveiktais dotajā atskaites periodā: Darbība 1. Jonu implantācijas iekārtas laboratorijas prototipa izstrāde un attīstīšana.Darbība 1.1. bora jonu avota izstrāde, attīstīšana un palaišanaPirmajā atskaitesperiodā ir veiktiapjomīgi literatūraspētījumi par to, ar kādiem risinājumiem jonu implantēšanas tehnika ir evolucionējusi un kurp tā virzās, tā gūstot apstiprinājumu, ka mūsu ideja ir konkurētspējīga. Tāpat iepazītas tehniskās apsaistes (elektronika, vakuumtehnika, mehānika, izgatavošanas tehnoloģija) standarta metodes. Projekta realizēšanas plānā pēc atbilstošas prezentēšanas un apspriešanas darba sanāksmēs ieviestiatbilstošie uzlabojumi. Izvērtējot alternatīvas, darba grupā (PVG) izlemts par labu metāliska tīra bora izmantojumam jonu avotāformējot jonu kūli no vairākām daļām saliktākvarcā veidotā vakuumtraktā. J.Blahins literatūras studiju ietvarosirizskatījisvairāk, kā 100 publikāciju un patentu, ir izstrādājis eksperimentuprincipiālo blokshēmu, kuras aprises prezentēja Kick-of sanāksmē, un viņš ir galvenais autors,sagatavojot pārskata zinātnisko publikāciju. U.Bērziņa vadībā izstrādāts plānsnegatīvo jonu kūļu iekārtasGRIBA pielāgošanaiun, komplektēšanai atbilstoši BORS projekta vajadzībām. Šī unikālā iekārta izstrādātasadarbībā ar
2Gēteborgas Universitātes Fizikas departamentu projektāFP7-REGPOT-2011-1, FOTONIKA-LV, Nr. 285912 “Unlocking and Boosting Research Potential for Photonics in Latvia –Towards Effective Integration in the European Research Area” izpildes laikā2012.-2015.gados,Dr.hab.U.Bērziņam, PhD cand.J.Blahinam un MsC Phys Aigaram Apsītim no LU puses strādājot kopā ar Prof.Daga Hanstorpa grupu Gēteborgas Universitātē. Tā ir pasaulē pirmā mobilā negatīvo jonu kūļu iekārta, kuratagad ir pārvesta un uzstādītasŠķūņu ielā 4LU ASI Atomfizikas, atmosfēras fizikas un fotoķīmijas laboratorijas telpās un kurair daļano LU Nacionālās zinātnes platformas FOTONIKA-LV augstvērtīgās infrastruktūras pētniecības nodrošināšanai kvantu zinātņu jomā. Nepieciešamos risinājumus U.Bērziņš vairākkārt prezentēja ar īsām un izvērstākām prezentācijām apspriedēsar projekta vadītāju un laboratorijas speciālistiem.Darbība 1.2. jonu kūļa apstrāde ar QMS filtru un filtra palaišana.Darba ietvaros ir izplānoti QMS stieņu nepieciešamie raksturlielumi un sagatavota iepirkuma tehniskā specifikācijasadarbības partnerim, kuršrūpēsies par iepirkuma tālāko procesu. QMS stieņi ir ļoti specifiska ultra-augstas kvalitātes detaļa, kam atrast kvalificētusražotājusun piegādātājus nav vienkārši, taču tas ir izdevies. Sagatavota darbam trīszonu krāsns lielgabarīta lineāru kvarca-stikladetaļu atlaidināšanai, lai noņemtu to izgatavošanas procesā radušos termiski/mehāniskos spriegumus. Izgatavota palīgierīce šo spriegumu vizalizēšanai, kas darbojas uz divu polarizācijas filtru pamata.Darbība 1.3. Jonu paātrinātāja izstrāde un palaišana.Ir veikti jonu avota konstruēšanas darbi izmantojot pirmās skiču versijas un tagad dienas kārtībā ir tā pārbaude eksperimentos izmantojot spektroskopijas metodes atomārā bora un bora jonu koncentrāciju mērījumiem.Ir apzinātas programmatūras un izvēlētas divas, ar komodelēt jonu kūli. Tiek meklēti risinājumi, kā piekļūt pie šiem resursiem aizņemoties vai nopērkot. Darbība 1.4. Mehāniskās konstrukcijas un ierīces iekārtas.Tiek strādāts pie mehānisko konstrukciju un ierīču skicēmstenda karkasamuz ritentiņiem armontāžas sliedēm un stiprinājumiem, būtu iespējama viegla savietošana ar spektroskopijas iekārtam. Darbība 1.5. Elektronikas apsaistes izgatavošana priekš iekārtasNotiek darbs pie shemotehniskās dokumentācijas izstrādesun t.sk. pie QMS vadības ocilatora shemotehniskā risinājumauz DDS,ar izejas būsterkaskādi,pamata, un lielā mērā, bet ne pilnīgi -stara nolieces/izvērses shemotehniskais risinājums ar līdzīgu shemotehnisko risinājumu.Tiek pētīta literatūra par šī interfeisa realizēšanas pieredzi.Tiek būvēta pirmā versija datorvadītam (ar LT-Spice) universālambarošanas avotam. Elektronikas darbiem nepieciešamās specifiskās elektronikas komponentes ir apzinātas un tiek gatavota attiecīga iepirkuma dokumentācija. Darbība 2. Jonu implantēšanas iekārtas testēšana.Darbi sāksies vēlāk.Darbība 3. Projekta rezultātu izplatīšana un intelektuālā īpašuma tiesību aizsardzība.Darbība 3.1. Tehnoloģiju tiesību -zinātības apraksts.Paveiktais: Starptautisku konferenču rakstu (proceedings) un zinātnisko žurnālu analīze un izpēte un tai skaitā attiecīgi pētīta patentu literatūra lai būtu skaidrība ar “freedom to operate” situāciju (J.Blahins, A.Bžiškjans un A.Ūbelis).Pirmajā līmenī ir noskaidrota tehnoloģijas sasniegumu līdzšinējārobeža, inovatīvu risinājumu perspektīvas un iespējas patentiem.Darbība 3.2. Citas darbības 3 aktivitātes.Ir uzsākts rakstīt pirmo no plānotajiemSCOPUS rakstiem, noticis seminārs tā melnraksta apspriešanai;tajā iegūtie priekšlikumi tiek rakstā iestrādāti. 3Ir uzsākts darbs pie disertācijas rakstīšanas abiem kandidātiem: A.Bžiškjanam un J.Blahinam. Darbība 4. Projekta vadība un koordinācija.Projekta īstenošanas periodā notikušas vairākas darba sanāksmes (semināri–Kick-off sanāksme, Projekta vadības grupas sanāksmes –4 un Projekta Padomes sanāksme -1). Notiek gan regulāras, gan epizodiskas šaurākas darba sanāksmes un tikšanās laboratorijas ietvarā un kontaktos ar partnera -BSI,projekta komandukurās apspriesti:aktuāli projekta realizēšanas inženiertehniskie jautājumi;metodikas; darbs pie disertācijām.