JPH0834128B2 - プラズマ生成用陰極 - Google Patents
プラズマ生成用陰極Info
- Publication number
- JPH0834128B2 JPH0834128B2 JP63013984A JP1398488A JPH0834128B2 JP H0834128 B2 JPH0834128 B2 JP H0834128B2 JP 63013984 A JP63013984 A JP 63013984A JP 1398488 A JP1398488 A JP 1398488A JP H0834128 B2 JPH0834128 B2 JP H0834128B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- cathode
- lab
- pipe
- discharge
- plasma generation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- Plasma Technology (AREA)
- X-Ray Techniques (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は放電によりプラズマを生成するために使用さ
れるプラズマ生成用陰極に関し、特にこの陰極により生
成されたプラズマ中の電子を加速して形成される電子ビ
ームを利用する電子ビーム励起イオン照射装置、電子ビ
ーム励起イオン源のプラズマ生成用陰極に関する。
れるプラズマ生成用陰極に関し、特にこの陰極により生
成されたプラズマ中の電子を加速して形成される電子ビ
ームを利用する電子ビーム励起イオン照射装置、電子ビ
ーム励起イオン源のプラズマ生成用陰極に関する。
（従来の技術および発明が解決しようとする課題） プラズマ生成用陰極としては、第2A図に示されるよう
なTaパイプ１からなるTaホロー陰極が知られている。こ
のTaホロー陰極は真空冶金、イオンプレーティング等を
生じるためのプラズマを発生するのに使用される。Taパ
イプの外径は具体的には13mmであり、500〜1000Aの大き
な放電電流を流す場合に使用される。しかしこの従来の
ホロー陰極は動作温度が高いことおよび寿命が短い欠点
がある。このため比較的低温で熱電子放出のよいLaB6が
大電流用（数百Ａ）の陰極材料として開発された。第2B
図はこのLaB6を使用した陰極構造の内最初に開発された
ものを示す。この陰極はMo外筒６内にLaB6内筒７を設け
た構造を有しており、LaB6内筒７をＷコイルヒーター８
で加熱して動作させるものである。Mo外筒６はLaB6内筒
７の保持と熱を閉じ込める役目を有している。この陰極
は加熱ヒーター８に要する電力が大きい、LaB6内筒７の
内側にヒーターが配置されるため構造が複雑であるとい
う欠点を有している。このため第2B図に示される陰極の
加熱ヒータ８を取り除いて、LaB6を直接放電で加熱する
第2C図に示される陰極が試みられた。この陰極は構造な
簡単であるが、陽極からの逆流高エネルギーイオンの衝
突によって損傷し、安定にLaB6円筒７を加熱することは
不可能であった。このLaB6円筒７を放電で直接加熱する
試みは失敗したので間接的に加熱する第2D図に示される
陰極が更に試みられた。この陰極は熱容量の小さなTaパ
イプ１の先端を集中的に初期放電で加熱し、初期陰極と
して動作させ次段階でLaB6円筒７を加熱し最終陰極とし
て動作させるものである。この陰極は実際にイオンプレ
ーティング用陰極として用いられ、動作電流400Aで動作
している。この様に、プラズマ生成用陰極として開発さ
れたLaB6陰極はいずれも大電流用のものであった。その
ために、動作電流が数Ａから数十Ａの陰極として用いた
場合十分な加熱が得られずLaB6が陰極として動作しな
い。すなわちTaパイプのみが陰極として動作する状態と
なり、第2A図と同じ陰極となる。
なTaパイプ１からなるTaホロー陰極が知られている。こ
のTaホロー陰極は真空冶金、イオンプレーティング等を
生じるためのプラズマを発生するのに使用される。Taパ
イプの外径は具体的には13mmであり、500〜1000Aの大き
な放電電流を流す場合に使用される。しかしこの従来の
ホロー陰極は動作温度が高いことおよび寿命が短い欠点
がある。このため比較的低温で熱電子放出のよいLaB6が
大電流用（数百Ａ）の陰極材料として開発された。第2B
図はこのLaB6を使用した陰極構造の内最初に開発された
ものを示す。この陰極はMo外筒６内にLaB6内筒７を設け
た構造を有しており、LaB6内筒７をＷコイルヒーター８
で加熱して動作させるものである。Mo外筒６はLaB6内筒
７の保持と熱を閉じ込める役目を有している。この陰極
は加熱ヒーター８に要する電力が大きい、LaB6内筒７の
内側にヒーターが配置されるため構造が複雑であるとい
う欠点を有している。このため第2B図に示される陰極の
加熱ヒータ８を取り除いて、LaB6を直接放電で加熱する
第2C図に示される陰極が試みられた。この陰極は構造な
簡単であるが、陽極からの逆流高エネルギーイオンの衝
突によって損傷し、安定にLaB6円筒７を加熱することは
不可能であった。このLaB6円筒７を放電で直接加熱する
試みは失敗したので間接的に加熱する第2D図に示される
陰極が更に試みられた。この陰極は熱容量の小さなTaパ
イプ１の先端を集中的に初期放電で加熱し、初期陰極と
して動作させ次段階でLaB6円筒７を加熱し最終陰極とし
て動作させるものである。この陰極は実際にイオンプレ
ーティング用陰極として用いられ、動作電流400Aで動作
している。この様に、プラズマ生成用陰極として開発さ
れたLaB6陰極はいずれも大電流用のものであった。その
ために、動作電流が数Ａから数十Ａの陰極として用いた
場合十分な加熱が得られずLaB6が陰極として動作しな
い。すなわちTaパイプのみが陰極として動作する状態と
なり、第2A図と同じ陰極となる。
即ち、本発明の目的は簡単な構造で比較的小電流（20
A以下）において寿命の長い陰極を提供することであ
る。
A以下）において寿命の長い陰極を提供することであ
る。
（課題を解決するための手段） Ta、MoまたはＷからなる円筒状副陰極内にLaB6からな
る主陰極を設置した構造のプラズマ生成用陰極により解
決される。
る主陰極を設置した構造のプラズマ生成用陰極により解
決される。
ここで、副陰極とは放電開始初期時の低温において電
子を放出する陰極のことであり、主陰極とは副陰極放電
により加熱された後に大電流を放出する陰極のことをい
う。
子を放出する陰極のことであり、主陰極とは副陰極放電
により加熱された後に大電流を放出する陰極のことをい
う。
（作 用） 本発明の陰極は熱容量の小さな副陰極円筒の先端部分
の内側にLaB6が配置されているため、初期放電で集中的
に副陰極円筒とLaB6主陰極の両方が加熱され、陰極とし
て動作する。しかも、副陰極円筒はLaB6の保持と熱を閉
じ込める役目も同時に有している。
の内側にLaB6が配置されているため、初期放電で集中的
に副陰極円筒とLaB6主陰極の両方が加熱され、陰極とし
て動作する。しかも、副陰極円筒はLaB6の保持と熱を閉
じ込める役目も同時に有している。
（発明の効果） 本発明によると以下の効果を得ることができる。
副陰極パイプの中にLaB6主陰極が置かれている為にLa
B6が効率よく熱せられる。従って、第2B図、第2C図およ
び第2D図に示される従来技術において用いられている熱
の拡散を押さえるためのMoパイプ６が不用となった。
B6が効率よく熱せられる。従って、第2B図、第2C図およ
び第2D図に示される従来技術において用いられている熱
の拡散を押さえるためのMoパイプ６が不用となった。
第2A図に示される陰極ではTaパイプが３時間で0.2g消
耗するが、本発明の陰極は10時間の動作でもTaパイプの
消耗が全くなく、LaB6が0.004g消耗しただけである。
耗するが、本発明の陰極は10時間の動作でもTaパイプの
消耗が全くなく、LaB6が0.004g消耗しただけである。
第2A図および第2D図に示される陰極ではTaパイプを交
換しなければならないが、Taパイプは高価である。これ
に対して、本発明の陰極はLaB6の小片のみの交換でよい
ため非常に経済的である。
換しなければならないが、Taパイプは高価である。これ
に対して、本発明の陰極はLaB6の小片のみの交換でよい
ため非常に経済的である。
第2A図に示される従来の技術ではアルゴンガス流量1S
CCMが限度であったが本発明の陰極では0.2SCCMでも安定
動作した。小ガス流量で動作できれば差動排気用のポン
プを小さくすることができる。
CCMが限度であったが本発明の陰極では0.2SCCMでも安定
動作した。小ガス流量で動作できれば差動排気用のポン
プを小さくすることができる。
（実施例） 以下、本発明を実施例に基づいて詳細に説明する。第
１図は本発明の実施例のプラズマ生成用陰極の断面図で
ある。
１図は本発明の実施例のプラズマ生成用陰極の断面図で
ある。
Taからなる円筒状副陰極１の内側先端内部にLaB6から
なる小片２を入れた構造を有している。このように構成
された陰極と陽極３との間に電源４によって電圧を印加
して放電を起こすと、放電開始時はTaパイプが陰極とし
て動作するが温度が上昇して1500℃付近になるとLaB6が
熱電子を放出して放電はLaB6に移行し陰極として動作す
るようになる。この際のTaパイプは外径5mm、肉厚0.3m
m、長さ100mm、LaB6は重さ0.04gの小片である。
なる小片２を入れた構造を有している。このように構成
された陰極と陽極３との間に電源４によって電圧を印加
して放電を起こすと、放電開始時はTaパイプが陰極とし
て動作するが温度が上昇して1500℃付近になるとLaB6が
熱電子を放出して放電はLaB6に移行し陰極として動作す
るようになる。この際のTaパイプは外径5mm、肉厚0.3m
m、長さ100mm、LaB6は重さ0.04gの小片である。
第１図は本発明の実施例の断面図、 第2A図から第2D図はそれぞれ従来の陰極の断面構造を示
す断面図。 １……円筒状副陰極、 ２……LaB6主陰極、 ３……陽極、 ４……電源、 ５……ヒータ電源。
す断面図。 １……円筒状副陰極、 ２……LaB6主陰極、 ３……陽極、 ４……電源、 ５……ヒータ電源。
Claims (1)
- 【請求項１】Ta、MoまたはＷからなる円筒状副陰極内に
LaB6からなる主陰極が設置されていることを特徴とする
プラズマ生成用陰極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63013984A JPH0834128B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | プラズマ生成用陰極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63013984A JPH0834128B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | プラズマ生成用陰極 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01189899A JPH01189899A (ja) | 1989-07-31 |
| JPH0834128B2 true JPH0834128B2 (ja) | 1996-03-29 |
Family
ID=11848490
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63013984A Expired - Lifetime JPH0834128B2 (ja) | 1988-01-25 | 1988-01-25 | プラズマ生成用陰極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0834128B2 (ja) |
-
1988
- 1988-01-25 JP JP63013984A patent/JPH0834128B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01189899A (ja) | 1989-07-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4633129A (en) | Hollow cathode | |
| US4301391A (en) | Dual discharge plasma device | |
| JP2000243309A (ja) | サイクロトロン用内部負イオン源 | |
| US2508114A (en) | Tantalum electrode for electric discharge devices | |
| JPH0834128B2 (ja) | プラズマ生成用陰極 | |
| JPH0752635B2 (ja) | イオン源装置 | |
| JPH1125872A (ja) | イオン発生装置 | |
| JP3140636B2 (ja) | プラズマ発生装置 | |
| JP2546143B2 (ja) | 電子ビーム加工機用電子銃 | |
| JP3021762B2 (ja) | 電子衝撃型イオン源 | |
| JP2586836B2 (ja) | イオン源装置 | |
| CN120384857B (zh) | 霍尔推力器和霍尔推力器的激励方法 | |
| US3242374A (en) | Cold cathode with nickel base, calcium oxide interface and magnesium oxide layer | |
| JPS62163242A (ja) | プラズマ源 | |
| JP2569913Y2 (ja) | イオン注入装置 | |
| JP2693918B2 (ja) | 熱電子放射高電流フィラメントイオンソース | |
| JPS6381735A (ja) | イオン発生装置 | |
| JP4534078B2 (ja) | アーク放電用陰極及びイオン源 | |
| JPH07335161A (ja) | 電子銃 | |
| KR200166109Y1 (ko) | 아크발생을위한캐소드구조 | |
| CN118712035A (zh) | 潘宁离子源及其工作方法 | |
| US2201818A (en) | Electronic discharge device | |
| JPH03155040A (ja) | ホロカソード放電装置 | |
| JPS5956342A (ja) | ホロ−陰極放電装置 | |
| JPS58169752A (ja) | ホロ−陰極放電装置 |