Author: MARTINA MARTINELLO ; Type of thesis: Bachelor Thesis
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Nel seguente lavoro di tesi è stato analizzato lo sputtering di film superconduttori di Niobio, eseguito su cavità acceleratrici, a quarto d’onda, di ioni pesanti. Per comprendere lecaratteristiche che deve avere il film di Niobio è necessario analizzare dapprima l’applicazione concernente a tale materiale. Dato che la realizzazione delle cavità superconduttrici è dettata dalla necessità di un upgrading alla srtuttura ISOLDE presente al CERN è stata inizialmente descritta tale struttura ed il suo funzionamento, quindi come questa produce fasci di ioni radioattivi e a quale scopo; è stata messa in luce poi la necessità dell’upgrading che consentirà ai fasci di ioni radioattivi di raggiungere velocità più elevate grazie all’aggiunta di QWRs superconduttori in
Niobio.
Successivamente è stato descritto il principio di funzionamento di una cavità acceleratrice di ioni pesanti ed in particolar modo del Quarter Wave Resonator, QWR, che è un particolare tipo di cavità chiamato a quarto d’onda per le sue caratteristiche strutturali. Tali strutture vengono realizzate in metallo e possono essere o normal-conduttive o superconduttive; una miglior efficienza nell’accelerazione degli ioni è però fornita grazie all’utilizzo di cavità SC. Queste sono state inizialmente costruite in Piombo e in seguito in Niobio.
L’acceleratore lineare ALPI presente ai Laboratori Nazionali di Legnaro è stato tra i primi acceleratori in cui i QWR sono stati realizzati in Rame e successivamente sputterati con Niobio. È grazie ai vantaggi di questa tecnologia, soprattutto di tipo economici, riscontrati con ALPI che il
CERN ha optato per la realizzazione tramite sputtering del film SC di Niobio delle cavità acceleratrici di ISOLDE. A differenza di ALPI in cui le cavità sono sputterate tramite tecnica Diodo Sputtering, il CERN richiede una tecnica più veloce e facilmente gestibile. I LNL hanno deciso quindi di progettare un sistema di deposizione Magnetron Sputtering che soddisfi tali richieste.
È stata quindi descritta dettagliatamente la tecnica di sputtering, quindi di diodo sputtering e magnetron sputtering, in modo tale che sia chiaro come sono state sputterate le cavità di ALPI tramite Biased Diodo Sputtering e i progetti di Magnetron Sputtering che sono stati pensati per le cavità di ISOLDE fino ad arrivare a descrivere il “Magnetron S.P.” in costruzione ai Laboratori Nazionali di Legnaro.