JPH02815B2 - - Google Patents
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- JPH02815B2 JPH02815B2 JP60254763A JP25476385A JPH02815B2 JP H02815 B2 JPH02815 B2 JP H02815B2 JP 60254763 A JP60254763 A JP 60254763A JP 25476385 A JP25476385 A JP 25476385A JP H02815 B2 JPH02815 B2 JP H02815B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ionized
- ion source
- anode
- needle
- liquid metal
- Prior art date
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- Expired
Links
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/26—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field effect ion sources, thermionic ion sources
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、イオン・マイクロビームを生成する
に必要な高輝度イオン源であるニードル型の液体
金属イオン源の改良に関し、特に、この種のイオ
ン源における長寿命化、高性能化に関するもので
ある。
に必要な高輝度イオン源であるニードル型の液体
金属イオン源の改良に関し、特に、この種のイオ
ン源における長寿命化、高性能化に関するもので
ある。
ニードル型の液体金属イオン源においてイオン
化物質の補給の従来手段としては２種類に大別で
きる。
化物質の補給の従来手段としては２種類に大別で
きる。
１つのイオン源はニードル支持部の直上にイオ
ン化物質のため部があり、そこからニードルに液
状のまま補給する構成である。この構成は長寿命
化の点で優れてはいるものの、次のような問題点
がある。ニードルとため部とが十分に断熱されて
いないため、イオン源の動作中において単にニー
ドルばかりでなくため部も加熱する必要がある。
ため部の加熱は、イオン化物質の融点が高くなる
に従い多くの電力を必要とし、これがイオン化に
は直接関係しないことから、エネルギーの点で効
率が悪くなつている。また、その時ため部の表面
が数百度以上の高温に加熱される場合は、そこか
ら汚染元素であるアルカリ金属などが表面電離過
程などでイオン化されて放出される。これは、目
的とするイオン種の不純物イオンとして混入しや
すく、不都合な場合が多い。
ン化物質のため部があり、そこからニードルに液
状のまま補給する構成である。この構成は長寿命
化の点で優れてはいるものの、次のような問題点
がある。ニードルとため部とが十分に断熱されて
いないため、イオン源の動作中において単にニー
ドルばかりでなくため部も加熱する必要がある。
ため部の加熱は、イオン化物質の融点が高くなる
に従い多くの電力を必要とし、これがイオン化に
は直接関係しないことから、エネルギーの点で効
率が悪くなつている。また、その時ため部の表面
が数百度以上の高温に加熱される場合は、そこか
ら汚染元素であるアルカリ金属などが表面電離過
程などでイオン化されて放出される。これは、目
的とするイオン種の不純物イオンとして混入しや
すく、不都合な場合が多い。
もう１つのイオン源はイオン化物質のため部と
してヘヤーピンのＶ字形のコーナを利用したもの
である。多くの量をためるために、特開昭56−
114257号公報に示されるようにこのコーナ部を金
属線で橋渡しをつけたり、スパイラル状にまくこ
ともある。この構成は構造が簡単で、アノードの
加熱のための電力も少なくてすむが、多量のイオ
ン化物質がのせられないという欠点がある。
してヘヤーピンのＶ字形のコーナを利用したもの
である。多くの量をためるために、特開昭56−
114257号公報に示されるようにこのコーナ部を金
属線で橋渡しをつけたり、スパイラル状にまくこ
ともある。この構成は構造が簡単で、アノードの
加熱のための電力も少なくてすむが、多量のイオ
ン化物質がのせられないという欠点がある。
本発明は上記の欠点を解消した、つまり、イオ
ン源の動作時にはアノードのみを加熱し、その他
の部分が高温にならないようとすると共に、イオ
ン化物質を多量に貯え、寿命を長くし得る液体金
属イオン源を提供することを目的とするものであ
る。
ン源の動作時にはアノードのみを加熱し、その他
の部分が高温にならないようとすると共に、イオ
ン化物質を多量に貯え、寿命を長くし得る液体金
属イオン源を提供することを目的とするものであ
る。
そこで本発明においては、アノードとイオン化
物質のため部との間を断熱し、イオン化物質のた
め部からアノードへのイオン化物質の供給は、必
要時にため部を加熱してイオン化物質を蒸発さ
せ、その蒸気をアノードに吹きつけて凝縮させる
ことにより行うように液体金属イオン源を構成し
たものである。
物質のため部との間を断熱し、イオン化物質のた
め部からアノードへのイオン化物質の供給は、必
要時にため部を加熱してイオン化物質を蒸発さ
せ、その蒸気をアノードに吹きつけて凝縮させる
ことにより行うように液体金属イオン源を構成し
たものである。
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明による液体金属イオン源の基本
構成を示したものである。アノード１の近傍にイ
オン化物質４のため部２があり、それにはノズル
３がついている。ため部２はヒーター５により加
熱でき、イオン化物質４の蒸気６はノイズ３から
放出され、アノード１に吹きつけられる。これに
より、イオン源の動作時にはアノード１のみの加
熱が良くなつた。
構成を示したものである。アノード１の近傍にイ
オン化物質４のため部２があり、それにはノズル
３がついている。ため部２はヒーター５により加
熱でき、イオン化物質４の蒸気６はノイズ３から
放出され、アノード１に吹きつけられる。これに
より、イオン源の動作時にはアノード１のみの加
熱が良くなつた。
イオン化物質４が金の場合、融点が1063℃であ
り、アノード１の温度は動作時には1100〜1300℃
に保つ。この時、アノード１に数KV以上の正電
位を印加すると10μA程度の金イオンがアノード
１のニードル先端から得られる。直径が１mm足ら
ずの球状の体積に金をアノード１にのせた場合、
イオンビームが安定して得られる寿命は約100時
間程度である。そこで、ビームの不安定が生じた
時にイオン化物質のため部２を加熱し、新たにア
ノード１にイオン化物質を補給した。こうするこ
とにより寿命を長くすることができた。当然なが
らその値は、ため部２に入れたイオン化物質４の
量に比例する。
り、アノード１の温度は動作時には1100〜1300℃
に保つ。この時、アノード１に数KV以上の正電
位を印加すると10μA程度の金イオンがアノード
１のニードル先端から得られる。直径が１mm足ら
ずの球状の体積に金をアノード１にのせた場合、
イオンビームが安定して得られる寿命は約100時
間程度である。そこで、ビームの不安定が生じた
時にイオン化物質のため部２を加熱し、新たにア
ノード１にイオン化物質を補給した。こうするこ
とにより寿命を長くすることができた。当然なが
らその値は、ため部２に入れたイオン化物質４の
量に比例する。
上述の例はため部２からのノズル３が１本であ
り、アノード１の一方向に設置されているが、ノ
ズル３を複数本設けてアノード１の周辺に配設し
てもよい。
り、アノード１の一方向に設置されているが、ノ
ズル３を複数本設けてアノード１の周辺に配設し
てもよい。
さらには、複数個のイオン化物質のため部を用
意して、複数元素のイオンを時系列的に生成する
ように構成しても良い。
意して、複数元素のイオンを時系列的に生成する
ように構成しても良い。
以上述べた如く、本発明によつて省電力で、か
つ長寿命の液体金属イオン源が提供できるように
なつた。
つ長寿命の液体金属イオン源が提供できるように
なつた。
第１図は本発明による液体金属イオン源の基本
構成図である。 １…アノード、２…イオン化物質のため部、３
…ノズル、４…イオン化物質、５…ヒーター、６
…イオン化物質のガス蒸気。
構成図である。 １…アノード、２…イオン化物質のため部、３
…ノズル、４…イオン化物質、５…ヒーター、６
…イオン化物質のガス蒸気。
Claims (1)
- １ イオン化すべき溶融した金属物質でニードル
先端を濡らし、その先端から強電界によつてイオ
ンを引出す液体金属イオン源において、ため部に
内蔵された上記イオン化物質を加熱して蒸気と
し、その蒸気を上記ニードルあるいは上記ニード
ルの支持部に衝突させて凝縮させるようにして上
記イオン化物質を補給するように構成してなるこ
とを特徴とする液体金属イオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60254763A JPS61116733A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 液体金属イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60254763A JPS61116733A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 液体金属イオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61116733A JPS61116733A (ja) | 1986-06-04 |
| JPH02815B2 true JPH02815B2 (ja) | 1990-01-09 |
Family
ID=17269541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60254763A Granted JPS61116733A (ja) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | 液体金属イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61116733A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016533449A (ja) * | 2013-10-17 | 2016-10-27 | コックス パワートレイン リミテッド | 内燃機関 |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP60254763A patent/JPS61116733A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016533449A (ja) * | 2013-10-17 | 2016-10-27 | コックス パワートレイン リミテッド | 内燃機関 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61116733A (ja) | 1986-06-04 |
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