Способ получения ионов

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

28ИЗЗ

Союз Советских

Социалистических

Республик

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 06.1.1969 (¹ 1295321/26-25) Кл. 21g, 36 с присоединением заявки №

Прио,ритет

Опубликовано 29.Х.1970. Бюллетень № 33

Дата опубликования описания 12.1.1971

МПК Н 05h 5/00

УДК 621.384.6 (088.8) Комитет по делам изобретений н открытий прн Совете Министров

СССР

Лвтор изобретения

E. II. Голубков

3 аявитель

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ИОНОВ

Изобретение относится к ускорительной технике, электронной промышленности, массспектрометрии.

Известен способ получения ионов с помощью электростатического поля высокой напряженности, заключающийся в ионизации атомов вблизи поверхности или непосредственно на поверхности острия, формирующего интенсивное электростатическое поле.

По этому способу сильное поле создается системой электродов, состоящей из положительно заряженного острия — концентратора поля и расположенного против него отрицательно заряженного кольцевого электрода.

Последний может быть в виде пластины с круглым отверстием малого диаметра, цилиндра с плоским дном, в котором проделано небольшое отверстие, усеченного конуса с малым отверстием и т. д. Диаметр отверстия в кольцевом электроде, как правило, равен нескольким миллиметрам или, самое меньшее, долям миллиметра. Вершину острия размещают в плоскости отверстия кольцевого электрода и устанавливают в его центре. Межэлектродный объем и пространство за кольцевым электродом откачивают до сверхвысокого вакуума (остаточное давление -.10 ял рт. ст.), после чего в промежуток между острием и кольцевым электродом подают газ или пар, подлежащий ионизации (рабочий диапазон давлений 10 4 — 10 - лл рт. cr.j при продолжающейся непрерывной откачке пространства за кольцевым электродом. Поскольку атомы вещества, поступающего в межэлектродный

5 объем, выходят в отверстие кольцевого электрода, часть их, двигаясь в непосредственной близости от вершины острия, попа дает в зону поля высокой напряженности, включая поверхность острия, где и ионизуется механиз10 мом автоионизации, или десорбции. Потерявшие свои валентные электроны атомы превращаются в положительно заряженные ионы, которые удаляются полем через отверстие в кольцевом электроде, образуя ионный пучок.

15 Однако ввиду того, что радиус закругления вершины острия обычно составляет доли микрона или, самое большое, микроны, а зона поля высокой напряженности непосредственно ттримыкает к поверх ности острия и глубина ее

20 примерно равна радиусу закругления острия, число атомов, попадающих в единицу времени в зону поля достаточной для ионизации интенсивности, в том числе и на поверхность острия, невелико, а значит мал и ионный ток

25 пучка, создаваемого ионизованными частица.ми. Увеличение размеров острия и повышение давления в межэлектродном объеме не приводят к существенному увеличению интенсивности ионного пучка в связи с тем, что в пер30 вом случае увеличение размеров ограничено

285133

Предмет изобретения

Составитель И. Петров

Редактор Б. Б. Федотов Техред А. А. Камышннкова Корректор Л. Л. Евдонов

Заказ 3782/17 Тираж 480 Подписное

ЦНИИПИ Коми".ета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 потреб|ной для создания ионизующего поля ,разностью потенциалов между электродами, а во втором увеличение давления в объеме ограничивается опасностью пробоя межэлектродного промежутка. Кроме того, вместе с ионным 5 пучком через отверстие в:кольцевом электроде выходит поток нейтральных, неионизовавшихся частиц — сопутствующий ионному потоку фон, на несколько, порядков более интенсивный чем сам ионный пучок и приводящий к 10 появлению нежелательных вторичных явлений в объеме (перезарядки и т. д.) ..

Предлагаемый способ позволяет значительно увеличить интенсивность ионного пучка при одновременном снижении количества нейтраль- 15 ных частиц, сопутствующих потоку ионов. Он отличается тем, что ионизуемое вещесвво в газообразном, парообразном или жидком состоянии подают через сквозной внутренний канал положительно заряженного электрода, 20 концентрирующего поле, к поверхности электрода непосредственно в зону поля высокой напряженности. Здесь атомы вещества ионизуются механизмом автоионизации, десорбции или иопарения полем, а образовавшиеся ионы 21 удаляются полем через отверстие в отрицательно заряженном кольцевом электроде, формируя ион ный пучок. В связи с тем что при этом способе, реализуются сра внительно большие секундные расходы вещества через выходное сечение внутреннего канала концентрирующего электрода при строгой направленности подачи в во ну поля высокой напряженности, интенсивность ионного пучка значительно, повышается, а нейтральные атомы, сопутствующие ионам, практически отсутствуют.

Способ получения ионов, заключающийся в том, что атомы ионизуемого вещества подают в рабочую камеру, в которой создают электростатическое поле с помощью концентрирующего электрода, и вытягивают образовавшиеся ионы, отлича/ощийся тем, что, с целью увеличения интенсивности ионного пучка и снижения нейтральной компоненты в пучке, ионизуемое вещество подают в рабочую камеру через концентрирующий электрод непосредственно в зону высокой напряженности электростатического поля.