АБСОРБЦИОННЫЙ ионный ПРОЕКТОР Советский патент 1965 года по МПК H01J37/26 

Известные десорбционные ионные проекторы недостаточно широко применяются, поскольку величина рабочего электрического поля у поверхности их острия велика.

Предлагается применять в качестве рабо чего вещества десорбционного ионного проектора щелочные металлы для уменьшения величины рабочего электрического поля у поверхности острия и расширения тем самым диапазона применения проектора.

Щелочной металл помещают в стеклянный патрубок, впаянный в стеклянный баллон проектора. После откачки воздуха из полости баллона проектора щелочной металл напыляют на поверхность всего острия, а также дужки проектора путем испарения металла из патрубка, для чего патрубок нагревают. Затем проектор подключают к сети импульсного напряжения так, что острие является положительным, а экран отрицательным полюсом. Импульсное электрическое поле десорбирует с кончика острия слой атомов рабочего вещества. Однако вслед за этим при комнатной или несколько более высокой температуре острия (300-500°К) произойдет наползание - диффузия рабочего вещества с периферии острия на оголенный кончик. Тогда снова можно импульсом напряжения десорбировать слой и т. д. Так как при указанных температурах острия и толщине пленки, большей моноатомной, диффузия произойдет довольно быстро, то акты десорбции можно повторять 100-1000 раз в секунду. Атомы щелочного металла десорбнруются в

электрическом поле в виде положительных ионов, которые, ускоряясь разностью потенциалов между острием и экраном, бомбардируют последний. Экран от этого светится, и на нем получается увеличенное (в

раз) изображение кончика острия, вернее, тех его мест, откуда преимущественно десорбируются атомы рабочего вещества.

Разрешающая способность б десорбционного проектора по Мюллеру равна

/ 1/2тг /

- 045io- v: +0 2.io-i|) ,

где г-радиус острия в сантиметрах; т-масса иона в граммах;

Т-температура в градусах Кельвина; Е-напряженность электрического поля у поверхности острия в вольтах на сантиметр.

Определенная по этой формуле для случая

щелочных ионов (Г 300-500°К, г ЫО-7Л1,

1010 б/ж) величина б оказалась равной

Срок службы диффузионно-десорбционного проектора может быть очень большим, так как расход рабочего вещества (если отсутствует испарение с иоверхности острия) в процессе работы весьма мал. За время одного десорбирующего импульса с поверхности кончика острия (5 lO-i - j-iQ-i м) десорбируется примерно lO -v-lOe атомов (или за секунду 107-7-109 атомов). На всей поверхности острия ( к2) даже при толщине пленки всего в один монослой (Ш) м) содержится 5-1012 атомов. Их хватит на 5-(105-7-103) сек. Если же учесть, что рабочее вещество находится не только на острие, но и на дужке, поверхность которой в сотни

раз больше (2-10 м-), а возможность многократного (100 раз) напыления на поверхность острия пленки много толще, чем моноатомный слой, то срок службы диффузионнодесорбционного проектора будет гораздо больше 1 Ое-107 сек, т. е. более 300-3000 час непрерывной работы.

Предмет изобретения

Применение щелочных металлов в десорбционном ионном проекторе в качестве рабочего вещества для уменьшения величины рабочего электрического поля у поверхности острия и расширения тем самым диапазона применения проектора.