Источник ионов Советский патент 1983 года по МПК H01J3/04 

(54) ИСТОЧНИК ИОНОВ

1

Изобрегение относится к получению ионных пучков в условиях высокого вакуума и может быть использовано цля анализа поверхностей твердых тел в спектрометрах различного принципа действия.

Известен источник ионов, содержащий сетчатые вытягивающие электроды, цилиндрический экранирующий электрод, внутри которого расположены нитевидный катоц и анод, выполненный из проводников, установленных вдоль образук щей экранирующего электрода fl

Этот источник позволяет получать ионы инертных газов в условиях высокого вакуума, однако наличие магнит ного поля, обусловленного протеканием тока по анодным проводникам, делает невозможным использование источника ионов в электронных спектрометрах с электростатическ ми анализаторами электронов.

Наиболее близким к предлагаемому i является источник ионов, соцержаишй

соосно расположенные катод, перфорированный анод из электропроводящего материала, экранирующий электрод, вытягивающий электрод и диафрагму с извлекающим отверстием. В данном источнике 5 осуществляется разряд с горячим катодом, в котором ионизация атомов производится электронным ударом 2 .

Недостатком этого источника являерся низкий коэффициент использования О рабочего вещества, так как больщая часть образующихся в разряде ионов ре- комбинирует на поверкности электродов.

Целью изобретения является повыще- ние коэффициента использования рабочего вещества.

Эта цель достигается тем, что в источнике ионов, содержащем соосно расположенные катод, перфорированный анод из электропроводящего материала, экранирующий электрод, вытягивающий электрод и диафрагму с извлекающим отверстием, анод и вытягивающий эле к троп выполнены в виде концентрически расположенных частей сферических поверхностей, обший центр которых совпадает с центром отверстия в циафрагме, при это вытягивающий электроа выполнен перфорированным и из электропроводящего ма те риала.

Кроме того, катод может быть выполнен в вице кольца из ириаия с оксицно1ггтриевым покрытием.

На чертеже показано прюцлагаемое устройство.

Источник ионов содержит экранирующий перфорированный электроц 1, кольцевой катод 2, расположенный в плоскости перпендикулярной оси симметрии источника ОО, анод 3, вытягивающий электрод 4 и диафрагму 5 с отверстием для выхода ионов, расположенным на оси симметрии источника ОО . Анод 3 и вытягивающий электрод 4 прецсгав ляют собой металлические сетки с прозрачностью около 90% и выполнены в вице концентрично расположенных частей сферических поверхностей. Катод 2, анод 3 и вытягивающий электрод 4 размещены внутри экранирующего электрода 1, а диафрагма 5 расположена так, что центр извлекающего отверстия в диафрагме совпадает с общим центром кривизны анода 3 и вытягивающего электрода 4.

Источник работает следующим образом.

Электроны, эмитируемые катоцом 2, ускоряются под действием электрического поля между катодом 2 и анодом 3 и проникают сквозь анод 3 в область ионизации, расположенную между анодом 3 и вытягивающим электродом 4, где происходит ионизация рабочего газа электронным ударом. Ионы, образовавщиеся в этой области, ускоряются под действием поля, создаваемого разностью погенциа- лов между анодом 3 и вытягивающим электродом 4, и движутся в бесполевом

пространстве к извлекающему отверстию в диафрагме 5, обеспечивающей вместе с экранирующим электродом 1 зашиту источника от воздействия внешних электрических полей.

Изобретение позволяет повысить э4 фективность использования рабочего ве- шества, так как снижает поток ионов на поверхности электродов в связи с их фокусировкой в поле сферических анода и вытягивающего электрода, Вьшолнение катода в кольца из иридия с оксиц- но-иттриевым покрытием обеспечивает эффективную эмиссию при пониженных температурах и мощности накала, что позволяет повысить чистоту пучка.

Формула изобретения

в диафрагме, при этом вытягивающий электроа вьшолнен перфорированным и из электропроводящегхэ материала.

2,Источник по п, 1, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что катод выполнен в виде кольца из иридия с окоидно-иттриевым покрытием.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1,Авторское свицетельство СССР

t 547873, кл, Н 01 J 37/08, 1972.

2.Патент Великобритании №1494398 кл, Н 11D , опублик, 1975 (прототип).