Материал для твердотельного источника ионов щелочного металла Советский патент 1985 года по МПК H01J27/02 

ел го

со

Изобретение относится к технике получения ускоренных ионных пучков и может быть использовано при создании высокоинтенсивных стабильных источников ионов щелочных металлов.

Источники ионов щелочных металлов могут найти применение в масс-спектрометрии, размерной обработке ионным пучком, при создании фотокатодов.

Известен материал для твердотельного источников ионов щелочных металлов на основе алюмосиликата щелочных металлов. В таких источниках получены значительные ионные токи до 7 10 А-см только в интервале 1080-1300°С. При 980-1080°С значения ионных токов составляют при U 1000 В (0,5-0,8)-10-3 А.см-2. При работе в .непрерывном режиме наблюдается нестабильность значений ионного тока, приводящая к уменьшению величины тока на 20°/о в течение 60 мин 1.

Недостатком таких материалов является низкое значение плотности ионного тока j, не превыщающее Л-см и нестабильность ионного тока в интервале 650-950°С.

Цель изобретения - увеличение плотности тока твердотельного источника ионов щелочных металлов в интервале 650 -950°С.

Поставленная цель достигается применением материала для твердотельного источника ионов щелочных металлов, содержащего вещество эмиттирующее ионы щелочных металлов, который выполнен из кислородной вольфрамовой бронзы состава MexWO3, где для Na X 0,5-0,98, К х 0,3-0,5, Rb и Cs - X 0,28-0,32.

При рабочей температуре 950°С и U 1000 В для составов Rb(yWOзи плотность ионного тока щелочного металла составила соответственно 2,4-10 А-см и 3,3-ШЗ А-см2. Для составов NaoeWoj и при 925°С и и 1000 В получены плотности ионных токов 2-10 А-см-2 и 5,21-10 А-см2 соответственно.

Изменение плотности ионных токов (J, Acм) от температуры при U 4000 В для различных составов представлено в табл. 1.

Временная стабильность плотности ионных токов (j, представлена в табл. 2. Для: NaogWOi, Kp.sWO t 925°С; t 950°C.

Ионные токи, полученные в интервале температур 625-950°С при х меньше 0,28 для составов CsxWOj, х меньше 0,3 для состава KxWOai меньше 0,5 для состава NaxWOa, малы и не имеют практического значения.

Верхняя граница значения х для всех составов определена структурным типом данного соединения. При температурах выще 950°С материал теряет формоустойчивость, а также резко снижается срок службы источника. Снижение температуры ниже 650°С приводит к резкому уменьшению ионного тока.

При сравнении рабочих характеристик предлагаемого материала с алюмосиликатом полезность применения кислородной вольфрамовой бронзы заключается в использовании при более низких температурах в интервале 650-950°С.

По результатам масс-спектрометрического анализа нейтральных атомов в пучке ионов щелочного материала не обнаружено.

Рабочие характеристики твердотельного источника ионов щелочных металлов из кислородных вольфрамовых бронз не из.меняются после вскрытия на воздухе образца при комнатной температуре.

Технический эффект данного изобретения заключается в увеличении процента выхода годных приборов при изготовлении фотокатодов за счет осуществления контроля количества нанесенного щелочного .металла, в получении низкоэнергетических пучков для ионной оптики, в использовании в приборах,

а-гг

для которых необходима разгерметизация.

Применение кислородной вольфрамовой бронзы состава MexWOJ,гдe для каляя X 0,3-0,5, для рубидия и цезия х 0,28- 0,32, для натрия х 0,5-0,98 в интервале 625-950°С в качестве материала для твердотельного источника ионов щелочного металла.