ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ВАКУУМНАЯ ЛИНЗА Советский патент 1972 года по МПК H05H7/00 

Предлагаемое устройство относится к электрофизическим установкам и может найти применение для формирования пучков заряженных частиц в ускорительной технике, электронной микроскопии и iB масс-спектрометр.ии.

Известны электростатические линзы различной конструкции, в которых в качестве материала электродов обычно служит дюралк миний, латунь, нержавеющая сталь. Форма электродов может быть различной. В качёст ве iMaтериала высоковольтных .изоляторов применяют оргстекло, тефлон или фарфор.

Если в таких линзах катод и анод изготовлены из металла, то не удается получить градиент электрического поля более 60-80 кв/см.

В конструкциях, содержащих металлический анод и катод С диэлектрической пленкой, может быть получен градиент электрического поля 100-120 кв/см, но такая конструкция менее надежНа в эксплуатации, так как электричеокая прочность пленки быстро разрушается при высоковольтных разрядах. Возможны конструкции электростатических линз, в которых катод изготовлен из недогревного стекла. При этом напряженность электрического поля также достигает величины 100-120 км/см, но эффект повыщения напряженности достигается в тех случаях, когда удельное объемное сопротивление р стекла составляет величину, близкую к 10 ом.см. Такую величину удельного

объемного сопротивления большинство из стекол имеет при температуре 60- 120°С, и, следовательно, в конструкцию вводятся специальные нагреватели, что делает ее сложной и неудобной в эксплуатации. Подогревные катоды существенно ухудшают изоляционные свойства опорных и вводных изоляторов. Кроме того, используемые для катода стекла обладают ионной проводимостью. Длительное пребывание их в постоянном электрическом поле приводит к необратимому увеличению электрического сопротивления стек.ла, так как уменьшается число ионов-носителей тока в процессе их движения В поле к нейтрализации на металлическом электроде.

Цель изобретения - значительное повышение градиента электрического поля между катодом и анодом линзыЭто достигается тем, что в качестве материала катода -применен полупроводниковый материал с электронной проводимостью, например полупроводниковый ситалл, который в зависимости от технологии выработки этого стекла, а также вторичной термической обработки готового стекла, путем изменения температуры и времени выдержки, может иметь удельное объемное сопротивление p IO -i-102 ом.

Как известно, наибольшая напряженность электрического поля при использовании в качестве катода полупроводникового стекла, а в

качестве анода - .нержавеющей стали, получается при р омсм.

На фиг. 1 представлена зависимость напряженности электрического поля от величины удельного объемного сопротивления ситалла. В качестве остаточного газа в вакуумном объеме электростатической линзы применяется гелий лри давлении 8..10- то/7.

Электроды электростатической линзы поддерживаются на секционных изоляторах из по, лупроводниковых -ситалловых колец с заранее задаНными значениями удельных объемного и поверхностного проводящего слоя, значения которых выбираются, исходя из условия равномерного распределения напряжения междусекциями .при принятом токе утечки. Ситалло-. вые полупроводящие диски разделены между собой металлическими дисками. Электроды электростатической ланзы малой длины могут поддерживаться вводными изоляторами любой известной конструкции, например, через

высоковольтные вакуумные .вводные изоляторы.

На фиг. 2 представлена конст1рукц.ия предлагаемой электростатической линзы.

В вакуумной камере 1 расположены электроды - анод 2 из нержавеющей стали и катод 3 из полупроводникового ситалла. Электроды поддерживаются секционированными изоляторами 4, которые лмеют электростатическне экраны 5. Ввод высокого напряжения осуществляется через высоковольтные вводы 6.

Предмет изобретения

Электростатическая вакуумная линза, содержащая вакуумную камеру, электроды, укрепленные на вводных и опорных изоляторах, отличающаяся тем, что, с целью повышения градиента электрического поля ме.жду электродами линзы, ее катоды выполнены из полупроводникового материала с электронной проводимостью, например ситалла.

10 ю ю юю°ю юш