Pulsed laser deposition of thin carbon films for the reduction of secondary electron emission yield in particle accelerators

One of the main limitations to particle accelerators bunch intensity in CERN consists in the so called electron cloud creation, which happens when electrons accumulate inside the chamber of the particle accelerator. The electron cloud mechanism is substantially reduced whenever the maximum secondary electron yield (max or SEYmax) of the beam pipe wall is lower than a well defined threshold. max values can be obtained by high temperature bakeout and high electron bombardment doses, but high temperature processing cannot be applied when dealing with magnetic materials, as in the case of SPS vacuum chambers. Another possible solution consists in coating the internal walls of the chamber with thin layers of some substances which contribute to decrease substantially the SEY of the cavity. In this work we aim to deposit some thin layers of graphite under different conditions and to measure their effectiveness as SEY reducers.

Una delle principali limitazioni per l’intensità di un bunch negli acceleratori di particelle nel CERN consiste nel fenomeno chiamato creazione di nube di elettroni, che avviene quando gli elettroni si accumulano all’interno della camera a vuoto dell’acceleratore di particelle. Il meccanismo delle nube di elettroni viene ridotto in maniera sostanziale quando la generazione massima di elettroni secondari (max o SEYmax) dalla parete del tubo del fascio é inferiore a una soglia ben definita. I valori max possono essere ottenuti con bakeout ad alta temperatura e alte dosi di bombardamento elettronico, ma il trattamento ad alta temperatura non può essere effettuato quando si lavora con materiali magnetici, come nel caso delle camere a vuoto del SPS. Un’altra possibile soluzione consiste nel rivestire le pareti interne della camera con strati sottili di sostanze che contribuiscano alla diminuzione sostanziale del SEY nella cavità. In questo lavoro ci si prefigge l’obiettivo di depositare alcuni strati sottili di grafite in differenti condizioni e di valutare l’efficacia come riduttori di SEY.