Berlin 2024 – wissenschaftliches Programm

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AKBP: Arbeitskreis Beschleunigerphysik

AKBP 9: SRF-Cavities -Materials and Methods

AKBP 9.3: Vortrag

Mittwoch, 20. März 2024, 15:30–15:45, E 020

Atomlagenabscheidung von Tantaloxid - einem neuen Material für die Beschichtung von Cavities — •Marco Voige, Getnet Kacha Deyu, Robert Zierold, Robert Blick, Marc Wenskat und Wolfgang Hillert — Universität Hamburg, Hamburg, Deutschland

Vielversprechende Ansätze zur weiteren Erhöhung der Beschleunigungsfelder in supraleitenden Cavities bestehen z.B. in der Passivierung der verlustbehafteten nativen Oxid-Oberfläche oder der Aufbringung von Mehrschichtstrukturen. Die Atomlagenabscheidung (ALD) erweist sich hierfür als ideal geeignete Methode, um die innere Oberfläche von Cavities homogen und mit sub-nm Präzision mit verschiedenen Materialien ohne Abschattungseffekte zu beschichten. Aufgrund des selbstlimitierenden Prozesses müssen jedoch die optimalen Parameter experimentell gefunden werden. Optimierungen führten zu einer reproduzierbaren und erfolgreichen Beschichtung mehrere Cavities mit Al2O3, was durch kryogene RF Tests belegt wird. Studien zu Ta2O5 zeigen interessante Materialeigenschaften und legen nahe, die bisher nur mit Al2O3-Beschichtungen durchgeführten Studien entsprechend zu erweitern. Dazu muss die Prozessoptimierung für Ta2O5 erneut durchgeführt werden, wobei das Augenmerk auf der Minimierung der thermischen Belastung der Cavity liegt, um parasitäres Diffundieren interstitieller Atome zu verhindern. Dazu werden Proben an verschiedenen Positionen in einer Cavity platziert und ex-situ mittels Oberflächenanalysen, auch nach Nachbehandlungen, charakterisiert. Abschließend ist ein kryogener RF Tests einer beschichteten Cavity geplant.

Keywords: ALD; Tantal; Niob; Cavity; SRF