Источник отрицательных ионов

Источник отрицательных ионов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

»439859

Союз Советских

Социалистических

Респубпик

ОП ИСА НИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства— (22) Заявлено 28.12.72 (21) 1862887/26-25 (51) М,Кл. Н 01j 3/N с присоединением заявки №вЂ” (осударствениый комитет

Совета Министров СССР по делам изобретеиий и открытий (32) Приоритет—

Опубликовано 15,08.74. Бюллетень № 30

Дата опубликования описания 25,03,75 (53) УДК 621.387.424 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. Я. Зандберг и В. И. Палеев

Ордена Ленина физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе (71) Заявитель

t (54) ИСТОЧНИК ОТРИЦАТЕЛЬНЫХ ИОНОВ

1 2

Настоящее изобретение относится к области электрофизики, занимающейся разработкой способов и устройств для получения и использования направленных потоков заряженных частиц, а также к области анализа материалов с помощью вторичной эмиссии заряженных частиц.

Для исследования свойств отрицательных ионов, изучения их взаимодействия с веществом, à такэке для аналитических целей требуется получить потоки отрицательных ионов.

Известны источники отрицательных ионов разных типов, действие которых основано на

1эазличиых физических процессах, и, в частности, источники со вторичной иоино-ионной эмиссией.

Недостатком известных источников является то, что с помощью них можно получать ионы только тех элементов, которые входят в состав мишени. Так, например. для получения ионов Ag — мишень изготавливается из Ag; иногда требуемый элемент наносят на поверхность мишени или вводят в мишень как примесь. Такие источники не годятся для получения отрицательных ионов от газообразных и парообразных веществ.

С целью расширения круга рабочих веществ, повышения стабильности работы и увеличения долговечности источника, упрощения его конструкции и эксплуатации устройство для получения положительных ионов выполнено в виде газоразрядной камеры с устройством для напуска в нее рабочего вещества и снабжено накаливаемым катодом, отражателями электронов и анодом с отверстиями для вывода отрицательных ионов и прохождения электронов, причем один из отражателей является мишенью и расположен напротив упомянутого отверстия для вывода ионов, а катод расположен по другую сторону от анода напротив отверстия для прохождения электронов.

На чертеже приведена принципиальная схема источника отрицательных ионов и его электрического питания.

Источник состоит пз мишени 1, эмиттера электронов 2, отражателя электронов 8 и электрода 4. Электрод 4 заземлен, мишень, эмиттер электронов и oTpBëú2þùè!t

z0 электрод находятся прп отрицательных потенциалах Г,, Уе и Уе соответственно. Требуется, чтобы потенциалы U> и U. были не меньше нескольких десятков вольт и близкими по величине, а потенциал U3 был выше, чем Уе.

25 Предлагаемый источник действует следующим образом.

Поток электронов с эмиттера 2, отраженный электродом 8, сначала ускоряется в направлении электрода 4, а затем, пройдя сквозь зО щель в нем, замедляется в обратном поле. На

439859 ро8

Составитель В. Кнм

Техред Г. Дворина

Корректор А. Дзесова

Редактор Л. Цветкова

Изд. № 1901 Тираж 760

ЦНИИПИ,Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 5К-35, Раушская наб,, д. 4/5

Подписное

Заказ 6540

Обл. тип, Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли этом пути электроны понпзируют газ илп пар и образуют положительные ионы. Образующиеся в пространстве между электродом 4 и мишенью положительные ионы ускоряются в направлении мишени и выбивают из пленки адсорбированного на ней газа илп пара отрицательные ионы. Выбитые отрицательные ионы ускоряются в направлении электрода 4, проходят сквозь щель в нем и затем используются по назначению. Они могут быть направлены в масс-анализатор для разделения по т е

Чем ближе потенциал U1 к потенциалу U2, тем в большем пространстве газа происходит ионизация молекул электронами, тем больше поток положительных ионов к мишени и тем больше при постоянном давлении в источнике ток отрицательных ионов.

В качестве источника электронов использовалась накаливаемая пропусканием тока вольфрамовая проволока Я 200 лкя, а в качестве бомбардируемой мишени — вольфрамовая лента размерами ЗОХ1Х0,01 ми. Термоэмиттер электронов 2 и мишень 1 были электрически соединены и находились при одинаковом отрицательном потенциале U1 —— Уз — — 1200 в.

Потенциал отражающего электрода 3 был регулируемым и подбирался в опытах. Был выбран Уз — — — 100 в. относительно U2.

Источник испытывался в масс-спектрометрической установке, приспособленной для измерения токов отрицательных ионов и имеющей систему напуска газов и паров. Осуществлялся напуск органических соединений (тиофена, ацетона, диэлимамина и др.) до давлений 3 ..10 тор и записывались массспектры отрицательных ионов при развертке по магнитному полю. При том же давлении паров для сравнения записывались массспектры ионизации паров электронами при наиболее оптимальной для диссоциативной ионизации с образованием отрицательных ионов энсрпш электронов (масс-спектрометр содерукал также источник ионов с ионизацией электронами, который можно было включать вместо предлагаемого источника ионов. В качест5 ве источника термоэлектронов при понизации электронами также использовалась вольфрамовая проволока диаметром 200 икм). Условия движения ионов в приборе при выходе из источников ионов в обоих случаях были оди10 паковыми.

Испытания показали, что масс-спектры отрицательных ионов из обоих источников ионов были по составу одинаковыми, но интенсивность большинства линий в масс-спектре при

15 использовании предлагаемого источника была большей в 30 — 50 раз в сравнении с интенсивностью линий при использовании источника с ионизацией электронами, Как и все источники отрицательных ионов

20 на основе ионно-ионной эмиссии, предлагаемый источник ионов допускает активпрованпе мишени для увеличения ионных токов.

Предмет изобретения

Источник отрицательных ионов на основе вторичной ионно-ионной эмиссии, содержащий мишень и устройство для получения положительных ионов, отличающийся тем, что, с целью расширения круга рабочих веществ, по30 вышения стабильности работы и увеличения долговечности источника, упрощения его конструкции и эксплуатации, устройство для получения положительных ионов выполнено в виде газоразрядной камеры с устройством для

35 напуска в нее рабочего вещества и снабжено накаливаемым катодом, отражателями электронов и анодом с отверстиями для вывода отрицательных ионов и прохождения электронов, причем один из отражателей является ми40 шенью и расположен напротив отверстия для вывода ионов, а катод расположен по другую сторону от анода напротив отверстия для прохождения электронов.