JPH02183135A - 分子線強度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は分子線強度測定装置に関し、さらに詳しくは真
空装置内における分子線流の強度を測定する装置に関す
る。

［従来の技術］ 従来、真空計としては、例えば堀越源−氏による「真空
技術」　（東京大学出版会、　１９７６年）の５２ペー
ジから７２ページにかけて詳しく解説されているように
、いろいろな方法によるものが開発されている。そのう
ち真空装置内の分子線流を測定するためには、電離真空
計が多く使用されてきた。

その理由は、分子線流を得るためには１０−５　Ｔｏｒ
ｒ程度の高い真空度が必要であるが、このような真空度
で使用できる真空計は電離真空計にほぼ限られるからで
おる。

電離真空計の構造は、第３図に模式的に示すように、電
子を供給するフィラメント３１とグリッド状の陽極３２
と電離したイオンを捕捉するためのコレクター３３より
なっている。同図において、フィラメント３１から飛び
出した電子は、グリッド状陽極３２によって形成された
ポテンシャルの低い空間内を往復運動し、この時、この
空間内に入射してきた分子と衝突して分子を電離してプ
ラスのイオンを形成する。このイオンは、マイナス電位
に保たれたコレクター３３によって捕捉され、イオン電
流を作る。イオン電流の大きさはグリッドで囲まれた空
間内の分子の樅に比例するので、このイオン電流を測定
することによって真空度を測定することができるという
ものである。

［発明が解決しようとする課題１ しかしながら、上記の電離真空計を用いた従来の分子線
強度測定においては、分子の電離現象を用いているので
、分子の種類によって電離の効率が異なる。このため、
真の真空度を求めるためには、分子の種類によって補正
を行わなければならないという欠点があった。また、電
離真空計は分子の密度を測定するので、分子の温度が異
なる場合には温度による補正を行わなければならないと
いう欠点もあった。また、微小な領域の局所的な分子線
強度を測定する場合は極めて小さな電離真空計を作製し
なければならないが、これは技術的に相当難しいもので
あり、直径１０　ｍｍ程度のものを作製するのが限界で
あった。

本発明は、以上述べたような従来の問題点に鑑みてなさ
れたもので、補正の必要なしに微小な領域の分子線強度
を測定することのできる分子線強度測定装置を提供する
ことを目的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、一端が基台に固定され、他端を自由端とする
リボン状金属箔と、前記基台に一端か固定されて支点と
なし、他端を自由端とするピエゾセラミックス素子と、
該ピエゾセラミックス素子の自由端に固定され、先端が
前記金属箔と近接して配置された探針と、前記金属箔と
前記探針の間に所定の電圧を印加してトンネル電流を流
し、その電流量を計測する手段と、前記ピエゾセラミッ
クス素子へ電圧を印加して前記トンネル電流量を一定に
保持する手段とを備え、前記金属箔に照射された分子線
による該金属箔のたわみ量を前記ピエゾセラミックス素
子への印加電圧の変化を測定することにより決定すると
共に１．該たわみ量から分子線の強度を削測してなるこ
とを特徴とする分子線強度測定装置である。

また、金属箔の分子線照射面上には、該金属箔への分子
線の照射を限定された領域に制限するシールドが設けら
れていることを好適とする。

［作用］ 第１図は本発明による分子線強度測定装置の基本構造を
説明するための装置の一例の構成図である。金属箔１が
１字状の基台２の一端に固定されており、基台の他の一
端にはピエゾセラミックス素子３が固定されている。ピ
エゾセラミックス素子の伯の一端には金属の探針４が固
定されている。

金属箔１と探針４にはそれぞれ細い電線が接続され、電
圧が印加できるようになっている。金属箔１と探針４の
先端との距離を、例えば１０人程度にすると、探針と金
属箔の間にトンネル電流が流れる。真空容器に置かれた
本装置の金属箔に分子線が照射されると、金属箔のバネ
性によって金属箔がたわむ。これにより金属箔と探針と
の距離に変化が生じトンネル電流量が変化する。トンネ
ル電流を一定に保つように、ピエゾセラミックス素子に
印加する電圧を調節すれば、その電圧変化によって金属
箔のたわみ母がわかる。このたわみ量より分子線の強度
を求めることができる。

［実施例］ 次に本発明の実施例について図面を参照して詳細に説明
する。

実施例１ 第２図は本発明の一実施例の概略構成図である。

同図において、基台２には金属箔１が押え板５およびネ
ジ６によって固定されている。ここで、金属箔１として
は、厚ざ５０．ｃｒａ、幅５ｍｍ、長さ２５ｍｍの金箔
を使用し、基台２はステンレス製とした。

基台２には、ざらに、インチワーム機構７が付設され、
該インチワーム機構７に２人／Ｖの変位置を有するピエ
ゾセラミックス素子３が固定されている。インチワーム
機構７は、基台２とピエゾセラミックス素子３との相対
的位置を変えるためのものである。ピエゾセラミックス
素子３の先端には電界研磨によって作製された先端の曲
率が１００人のタングステン探針４が銀ペーストにより
固定されている。

上記のように構成された装置は、金属箔１の限られた領
域だけが分子線に晒されるように、直径３ｍｍの穴８を
聞けたケース９に収容されている。

穴８の中心位置は金属箔の固定端から１５　ｍｍとした
。これにより３ｍｍφの大ぎざの局所的分子線強度が測
定できるようにした。ケースの側面にはケスの外部と平
衡な真空度となるように穴（図示せず）を形成した。な
お、第２図では、図面の複堆さを避けるため、金属箔と
探針の間のトンネル電流を測定する配線と、ピエゾセラ
ミックス素子に電圧を印加する回路を省略した。

本装置を到達真空度が２　Ｘ　１Ｏ−１０Ｔｏｒｒの真
空容器に設置し、金属箔に垂直の方向に１ｏｃｍ離れた
位置より内径１ｍｒｎのステンレスパイプよりＣＯガス
を導入した。分子線強度測定装置の前に設置したシャッ
タにより分子線を金属箔に当てた場合と当てない場合の
金箔のたわみ量の変化はピエゾセラミックス素子にかけ
た電圧変化より７．５人であることがわかった。これよ
り００分子線の強度は３ｘ１０−６　Ｔｏｒｒに相当す
る量であることがわかった。

実施例２ 実施例１と同じ装置を用いて０２ガスを導入したところ
、金箔のたわみの変化量は５．０人であった。これより
０２分子線の強度は２．０ｘｌＯ−６Ｔｏｒｒに相当す
るものであることがわかった。

実施例３ 実施例１と同じ装置を用いてＨ２ガスを導入したところ
、金箔のたわみの変化量は９．０人であった。これより
Ｈ２分子線の強度は３．６Ｘ１０−６Ｔｏｒｒに相当す
るものであることがわかった。

［発明の効果１ 以上説明したように、本発明による分子線強度測定装置
は、分子線によってたわむ金属箔のたわみ量を測定する
ことによって分子線強度を測定するので、分子線の力を
直接測定することになる。

このため、ガスの種類や温度による補正を行う必要がな
くなり、測定が簡略化される。

さらに、本装置を用いれば、金属箔に照剣される分子線
の領域を所望の範囲に制限することにより、微小な領域
の分子線強度を測定することが可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構造を説明する構成図、第２図は
本発明の一実施例の概略構成図、第３図は従来の電離真
空計の概略構成図である。 １・・・金属箔　　　　２・・・基台 ３・・・ピエゾセラミックス素子 ４・・・探針　　　　　７・・・インチワーム機構８・
・・穴　　　　　　９・・・ケース３１・・・フィラメ
ント　３２・・・陽極３３・・・コレクター

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一端が基台に固定され、他端を自由端とするリボ
   ン状金属箔と、前記基台に一端が固定されて支点となし
   、他端を自由端とするピエゾセラミックス素子と、該ピ
   エゾセラミックス素子の自由端に固定され、先端が前記
   金属箔と近接して配置された探針と、前記金属箔と前記
   探針の間に所定の電圧を印加してトンネル電流を流し、
   その電流量を計測する手段と、前記ピエゾセラミックス
   素子へ電圧を印加して前記トンネル電流量を一定に保持
   する手段とを備え、前記金属箔に照射された分子線によ
   る該金属箔のたわみ量を前記ピエゾセラミックス素子へ
   の印加電圧の変化を測定することにより決定すると共に
   、該たわみ量から分子線の強度を計測してなることを特
   徴とする分子線強度測定装置。
2. （２）金属箔の分子線照射面上には、該金属箔への分子
   線の照射を限定された領域に制限するシールドが設けら
   れている請求項（１）記載の分子線強度測定装置。