JPS5873948A - イオン銃 - Google Patents
イオン銃Info
- Publication number
- JPS5873948A JPS5873948A JP56171190A JP17119081A JPS5873948A JP S5873948 A JPS5873948 A JP S5873948A JP 56171190 A JP56171190 A JP 56171190A JP 17119081 A JP17119081 A JP 17119081A JP S5873948 A JPS5873948 A JP S5873948A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ampoule
- ion gun
- moving
- needle
- metal
- 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.)
- Granted
Links
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)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は反応性の高い液体金属よりエレクトロハイド
ロダイナミック（ＢＨＤ）によってフィールドイオンを
発生させるようにしたイオン銃に関するものである。
ロダイナミック（ＢＨＤ）によってフィールドイオンを
発生させるようにしたイオン銃に関するものである。
イオンマイクロアナライザーなどにおいて、イオンビー
ムを発生させるイオン銃として、液体金属よりＲＩＤに
よりフィールドイオンを発生させるものが提案されてい
る。この種のイオン銃に於いては、特にセシウム等は空
気または空気中の水分等の反応性が高く、空気中におい
て非常に取扱いにくい液体金属を空気等と反応させるこ
となくイオン銃内に安全に導入することが必要である。
ムを発生させるイオン銃として、液体金属よりＲＩＤに
よりフィールドイオンを発生させるものが提案されてい
る。この種のイオン銃に於いては、特にセシウム等は空
気または空気中の水分等の反応性が高く、空気中におい
て非常に取扱いにくい液体金属を空気等と反応させるこ
となくイオン銃内に安全に導入することが必要である。
上記のような反応性金属は真空排気された状態で、ガラ
ス製のアンプルに封入されたものが使用されているが、
従来、実、装置として安全に空気等と反応させることな
く反応性金属を装填できるものはなかった。
ス製のアンプルに封入されたものが使用されているが、
従来、実、装置として安全に空気等と反応させることな
く反応性金属を装填できるものはなかった。
この発明は、以上のような点に鑑みなされたもので、ア
ンプル収容空間に収容されたアンプルに真空下で圧縮破
壊力を与える移動体を設け、外部から移動させることに
より、空気と接触させることなく反応性金属をイオン銃
に装填し、安全かつ安定してフィールドイオンを発生さ
せることのできるイオン銃を提供することを目的として
いる。
ンプル収容空間に収容されたアンプルに真空下で圧縮破
壊力を与える移動体を設け、外部から移動させることに
より、空気と接触させることなく反応性金属をイオン銃
に装填し、安全かつ安定してフィールドイオンを発生さ
せることのできるイオン銃を提供することを目的として
いる。
この発明は真空排気された反応性金属のアンプルを収容
し、かつエミッターに接続するアンプル収容空間と、こ
のアンプル収容空間を真空引きする手段と、前記アンプ
ルに圧縮破壊力を与える移動体と、アンプル収容空間の
外側に設けられ念操作部を回転することにより前動移動
体を移動させる機構とを備えたことを特徴″λするイオ
ン銃であ′ｉ る。 ・ 以下、この発明を図面により説明する。第１図はこの発
明の一実施例によるイオン銃を示す垂直断面図、第２図
はその部分拡大図、第３図は第２図のＡ部の拡大図、第
４図は作動状態を示す部分拡大図である。
し、かつエミッターに接続するアンプル収容空間と、こ
のアンプル収容空間を真空引きする手段と、前記アンプ
ルに圧縮破壊力を与える移動体と、アンプル収容空間の
外側に設けられ念操作部を回転することにより前動移動
体を移動させる機構とを備えたことを特徴″λするイオ
ン銃であ′ｉ る。 ・ 以下、この発明を図面により説明する。第１図はこの発
明の一実施例によるイオン銃を示す垂直断面図、第２図
はその部分拡大図、第３図は第２図のＡ部の拡大図、第
４図は作動状態を示す部分拡大図である。
図面において、１はキャピラリー／ニードル型＋７）Ｅ
ＨＤエミッタ一部で、その詳細は第２図および第３図に
示すように、液体金属２のリザーバ２ａを形成するキャ
ピラリー１ａおよび、このキャピラリー１ａの基部１ｂ
にスポット溶接され、かつキャピラリー１ａの先端との
間に間隙１ｃを形成してキャピラリー外に突出するタン
グステン製のニードル１ｄからなる。
ＨＤエミッタ一部で、その詳細は第２図および第３図に
示すように、液体金属２のリザーバ２ａを形成するキャ
ピラリー１ａおよび、このキャピラリー１ａの基部１ｂ
にスポット溶接され、かつキャピラリー１ａの先端との
間に間隙１ｃを形成してキャピラリー外に突出するタン
グステン製のニードル１ｄからなる。
エミッタ一部１は袋ナツト６により容器４の下端部に固
定され、容器４のアンプル収容空間５と連通している。
定され、容器４のアンプル収容空間５と連通している。
アンプル収容空間５には液体金属を封＾したアンプル６
がアンプルボルダ−７に保持されて収容さｉ、圧縮破壊
力を与える移動パイプ８によりアンプル破壊用突起９に
向けて抑圧さ、：： れるようになっている。移動パイプ８は容器４内を気密
状態に保って摺動可能とされ、アンプルボルダ−７に固
定されている。容器４の側壁には、アンプル収容空間５
がら真空引きするための細孔１０が設けられており、上
端部は７ランジ１１に固定されている。
がアンプルボルダ−７に保持されて収容さｉ、圧縮破壊
力を与える移動パイプ８によりアンプル破壊用突起９に
向けて抑圧さ、：： れるようになっている。移動パイプ８は容器４内を気密
状態に保って摺動可能とされ、アンプルボルダ−７に固
定されている。容器４の側壁には、アンプル収容空間５
がら真空引きするための細孔１０が設けられており、上
端部は７ランジ１１に固定されている。
７ランジ１１に固定されたフレーム１２の先端には、キ
ャピラリー１ａの周囲を囲むように熱遮へい板１６が設
けられ、その内側に加熱器１４が設けられている。加熱
器１４は実施例では抵抗型のヒーターより輻射熱で加熱
するものを使用しているが、タングステン線等より発生
する熱電子を加速して衝突させる電子衝撃加熱、あるい
は導電性のよいコイルによる高周波誘導加熱によるもの
であってもよい。
ャピラリー１ａの周囲を囲むように熱遮へい板１６が設
けられ、その内側に加熱器１４が設けられている。加熱
器１４は実施例では抵抗型のヒーターより輻射熱で加熱
するものを使用しているが、タングステン線等より発生
する熱電子を加速して衝突させる電子衝撃加熱、あるい
は導電性のよいコイルによる高周波誘導加熱によるもの
であってもよい。
フランジ１１は基盤１５上に２段に載置された加速管１
６に固定されたフランジ１７上に重合されて支持されて
６る。加速管１６内はイオン銃室１８とされ、各加速管
１６間には引出電極１９が支持され、エミッタ一部１に
対向して中央部に細孔１八が設けられている。さらに引
出電極１９に対向して接地電極（カソード）２０が設け
られて基盤１５に支持され、その中央部に細孔２０ａが
細孔１９ａおよびエミッタ一部１と同軸に設けられてい
る。接地電極２０の下側には集束レンズ／偏向系などを
含むイオンプローブ形成用の鏡筒およびイオン銃室１８
を真空にするための排気ポートが設けられているが図示
は省略されている。
６に固定されたフランジ１７上に重合されて支持されて
６る。加速管１６内はイオン銃室１８とされ、各加速管
１６間には引出電極１９が支持され、エミッタ一部１に
対向して中央部に細孔１八が設けられている。さらに引
出電極１９に対向して接地電極（カソード）２０が設け
られて基盤１５に支持され、その中央部に細孔２０ａが
細孔１９ａおよびエミッタ一部１と同軸に設けられてい
る。接地電極２０の下側には集束レンズ／偏向系などを
含むイオンプローブ形成用の鏡筒およびイオン銃室１８
を真空にするための排気ポートが設けられているが図示
は省略されている。
フラン：）１１には、フランジ２１を有するケーシング
２２が固定されており、７ランジ２１にはシリンダ２６
を有する７ランジ２４が重合され固定されている。シリ
ンダ２６内には、カップリング２５により、アンプルホ
ルダー７と軸のずれを補償するように連結された移動軸
２６が摺動可能に設けられており、スプリング２７によ
って上向きに押圧されており、ストッパ２８に摺動する
溝２９が設けられている。
２２が固定されており、７ランジ２１にはシリンダ２６
を有する７ランジ２４が重合され固定されている。シリ
ンダ２６内には、カップリング２５により、アンプルホ
ルダー７と軸のずれを補償するように連結された移動軸
２６が摺動可能に設けられており、スプリング２７によ
って上向きに押圧されており、ストッパ２８に摺動する
溝２９が設けられている。
移動軸２６の上部中央にはめねじ３ｏが設けられて、お
ねじ３１がねしつけられている。おねじ３１の上部には
ヘッド６２を有するロッド６６が設けられ、つまみ６４
のスライド壁６５を貫通してスライド可能に取付けられ
ている。ヘッド６２の下側には溝６６が設けられて、ス
ライド壁３５に設けられた突起３７と係合可能とされて
おり、両者でクラッチを構成している。っまみ６４はシ
リンダ２６に回転可能に取付けられている。フランジ２
４と移動軸２６０間にはベローズ６８が設けられている
。
ねじ３１がねしつけられている。おねじ３１の上部には
ヘッド６２を有するロッド６６が設けられ、つまみ６４
のスライド壁６５を貫通してスライド可能に取付けられ
ている。ヘッド６２の下側には溝６６が設けられて、ス
ライド壁３５に設けられた突起３７と係合可能とされて
おり、両者でクラッチを構成している。っまみ６４はシ
リンダ２６に回転可能に取付けられている。フランジ２
４と移動軸２６０間にはベローズ６８が設けられている
。
以上のように構成されたイオン銃において、反応性金属
の入ったアンプル６をアンプルホルタ−７に取付けて容
器４のアンプル収容空間５に収容し、７ランジ１１．１
７および２１．２４を固定する。イオン銃室１８が大気
圧の状態では、スプリング２７によって移動軸２６が上
に押し上げられて、溝３６と突起６７が離脱した状態に
なって、つまみ６４の回転力はおねじ３１に伝わらない
ようになっている。
の入ったアンプル６をアンプルホルタ−７に取付けて容
器４のアンプル収容空間５に収容し、７ランジ１１．１
７および２１．２４を固定する。イオン銃室１８が大気
圧の状態では、スプリング２７によって移動軸２６が上
に押し上げられて、溝３６と突起６７が離脱した状態に
なって、つまみ６４の回転力はおねじ３１に伝わらない
ようになっている。
この状態で排気ポート（図示せず）からイオン銃室１８
の真空引きを行うと、ベローズ６８が伸びて移動軸２６
が降下し、溝６６と突起３７が係合し、第１図の状態に
なる。この段階で真空引きを行いながら、っまみ６４を
回転させると、回転力は突起６７から溝３６、ヘッド３
２およびロッド６６を介しておねじ３１に伝えられ、移
動軸２６が下降する。
の真空引きを行うと、ベローズ６８が伸びて移動軸２６
が降下し、溝６６と突起３７が係合し、第１図の状態に
なる。この段階で真空引きを行いながら、っまみ６４を
回転させると、回転力は突起６７から溝３６、ヘッド３
２およびロッド６６を介しておねじ３１に伝えられ、移
動軸２６が下降する。
移動軸２６の下降に伴って移動ノｅイブ８も下降し、ア
ンプル６に圧縮力を加える。この場合アンプル６の反対
側は突起９によって支持されているので、この部分に集
中応力がががり、アンプル６は破壊され、封入されてい
た液体金属２がアンプル収容空間５およびエミッタ一部
１のキャピラリーｂ になる。細孔１０はアンプル６が破壊されるまでは開口
してアンプル収容空間５からの排気を促進するが、アン
プル６の破壊とともに、下降する移動パイプ８によって
速断される。移動パイプ８の下降はストッパ２８によっ
て移動軸２６が停止するまで行われる。
ンプル６に圧縮力を加える。この場合アンプル６の反対
側は突起９によって支持されているので、この部分に集
中応力がががり、アンプル６は破壊され、封入されてい
た液体金属２がアンプル収容空間５およびエミッタ一部
１のキャピラリーｂ になる。細孔１０はアンプル６が破壊されるまでは開口
してアンプル収容空間５からの排気を促進するが、アン
プル６の破壊とともに、下降する移動パイプ８によって
速断される。移動パイプ８の下降はストッパ２８によっ
て移動軸２６が停止するまで行われる。
以上により液体金属２の装填を終り、イオンビームの発
生に移る。イオンビームの発生は、まず加熱器１４に通
電し□てエミッタ一部１のリザーバ２ａ４Ｃ充、填され
、た液体金属を加熱する。この場合、エミッタ一部１の
キャピラリー１ａに温度感知手段を設けて、常に一定温
度となるように加熱を行次いでエミッタ一部１と引出電
極１９間に引出電圧を印加し、またエミッタ一部１と接
地電極２０の間に加速電圧を印加してニードル１ｄの先
端に強電界を形成すると、エミッタ一部１のキャピラリ
ー１ａとニードル１ｄの間隙１ｃより液体金属２が静電
力によって流出して、ニードル１ ｄ’の表面から、そ
の先端に達し、第４図に示すようにニードル１ ｄ”の
先端にティラーコーンと称する円錐状の突起２ｈが液体
金属２０表面張力と静電力とのバランスにより発“生ず
る。この突起２ｂの先□端は非常に大きな電界強度とな
り、この電界によって金属イオンが電界蒸発してイオン
化し、イオンビーム３９が得られる。
生に移る。イオンビームの発生は、まず加熱器１４に通
電し□てエミッタ一部１のリザーバ２ａ４Ｃ充、填され
、た液体金属を加熱する。この場合、エミッタ一部１の
キャピラリー１ａに温度感知手段を設けて、常に一定温
度となるように加熱を行次いでエミッタ一部１と引出電
極１９間に引出電圧を印加し、またエミッタ一部１と接
地電極２０の間に加速電圧を印加してニードル１ｄの先
端に強電界を形成すると、エミッタ一部１のキャピラリ
ー１ａとニードル１ｄの間隙１ｃより液体金属２が静電
力によって流出して、ニードル１ ｄ’の表面から、そ
の先端に達し、第４図に示すようにニードル１ ｄ”の
先端にティラーコーンと称する円錐状の突起２ｈが液体
金属２０表面張力と静電力とのバランスにより発“生ず
る。この突起２ｂの先□端は非常に大きな電界強度とな
り、この電界によって金属イオンが電界蒸発してイオン
化し、イオンビーム３９が得られる。
引出電極１９の細孔１９ａを通過したイオンビーム３９
は接地電極２０によってさらに加速され、細孔２０ａか
らイオンプローブ形成用鏡筒υ図示せず）に送られる。
は接地電極２０によってさらに加速され、細孔２０ａか
らイオンプローブ形成用鏡筒υ図示せず）に送られる。
アンプル６により装填される液体金属２は半永久的に使
用できる量とされるが、操作ミス等により再装填するた
めには、７ランジ２４を外して前記と同様の操作を行う
。
用できる量とされるが、操作ミス等により再装填するた
めには、７ランジ２４を外して前記と同様の操作を行う
。
なお、以上の実施例では、つまみ６４の回転運動を移動
軸２６の直線運動に変換する機構として□ねじを使用し
たがカムその他の機構を使用してもよい。またクラッチ
機構としても、上記実施例のものに限定されず、他の構
造のものが使用できる。
軸２６の直線運動に変換する機構として□ねじを使用し
たがカムその他の機構を使用してもよい。またクラッチ
機構としても、上記実施例のものに限定されず、他の構
造のものが使用できる。
□さらにアンプル６の破壊手段として、移動パイプ８と
突起９を設けたが、他の構造のものでもよい。
突起９を設けたが、他の構造のものでもよい。
本発明において使用可能な反応性金属としては、セシウ
ム、ガリウム、金、アルミニウム、その他の金属があげ
られる。上記実施例はキャピラリー／ニードル型のイオ
ン銃に適用したものであるが、ニードル型、キャピラリ
ー型、その他のＥＨＤによりフィールドイオンを発生さ
せるイオン銃に適用可能である。また本発明はイオンマ
イクロアナライザー、その他あらゆる用途のイオン銃と
して使用することができる。
ム、ガリウム、金、アルミニウム、その他の金属があげ
られる。上記実施例はキャピラリー／ニードル型のイオ
ン銃に適用したものであるが、ニードル型、キャピラリ
ー型、その他のＥＨＤによりフィールドイオンを発生さ
せるイオン銃に適用可能である。また本発明はイオンマ
イクロアナライザー、その他あらゆる用途のイオン銃と
して使用することができる。
以上のとおり、本発明によれば、アンプル収容空間に収
容されたアンプルに真空下、で圧縮破壊力を加える移動
体を設け、外部からの回転力により操作できるようにし
たので、簡単な操作で安全かつ確実に、空気と接触させ
ることなく反応性金属を装填することができる。このた
め安全かつ安定してフィールドイオンを発生させること
ができる。
容されたアンプルに真空下、で圧縮破壊力を加える移動
体を設け、外部からの回転力により操作できるようにし
たので、簡単な操作で安全かつ確実に、空気と接触させ
ることなく反応性金属を装填することができる。このた
め安全かつ安定してフィールドイオンを発生させること
ができる。
また真空下においてのみ回転力を伝えるクラッチ機構を
設ければ、イオン銃内に空気が存在する場合に、アンプ
ルの破壊を防ぎ、液体金属が空気等と反応するのを防止
することができる。さらに、アンプル破壊前に開口し、
アンプル破壊後に遮断される開口部を設けることにより
、アンプル破壊前は空気を排出し、アンプル破壊後は液
一体金属の蒸発を防止することができる。
設ければ、イオン銃内に空気が存在する場合に、アンプ
ルの破壊を防ぎ、液体金属が空気等と反応するのを防止
することができる。さらに、アンプル破壊前に開口し、
アンプル破壊後に遮断される開口部を設けることにより
、アンプル破壊前は空気を排出し、アンプル破壊後は液
一体金属の蒸発を防止することができる。
第１図はこの発明の一実施例によるイオン銃を示す垂直
断面図、第２図は雪の部分拡大図、第３図は第２図のＡ
部の拡大図、第４図は作動状態を示す部分拡大図である
。 ９．、、、□、：。 各図中、同一符号は同一部分を示し、１はエミッタ一部
、１ａはキャピラリー、１ ｄ４’ｉニー ）’ル、２
は液体金属、４は容器、５はアンプル収容空間、６はア
ンプル、７はアンプルホルダー、８は移動パイプ、９は
突起、１０は細孔、１１．１７．２１．２４はフランジ
、１３は熱遮へい板、１４は加熱器、１５は基盤、１６
は加速管、１８はイオン銃室、°１９は引出電極、２０
は接地電極、２２はケーシング、２３はシリンダ、２５
はカップリング、２６は移動軸、２７はスプリング、２
８はストツノξ、３１はおねじ、３４はつまみ、３６は
溝、３７は突起、３８ははローズ、３９はイオンビーム
である。 代理人 弁理士 柳 原 成 ′１ジ・ 第３図
断面図、第２図は雪の部分拡大図、第３図は第２図のＡ
部の拡大図、第４図は作動状態を示す部分拡大図である
。 ９．、、、□、：。 各図中、同一符号は同一部分を示し、１はエミッタ一部
、１ａはキャピラリー、１ ｄ４’ｉニー ）’ル、２
は液体金属、４は容器、５はアンプル収容空間、６はア
ンプル、７はアンプルホルダー、８は移動パイプ、９は
突起、１０は細孔、１１．１７．２１．２４はフランジ
、１３は熱遮へい板、１４は加熱器、１５は基盤、１６
は加速管、１８はイオン銃室、°１９は引出電極、２０
は接地電極、２２はケーシング、２３はシリンダ、２５
はカップリング、２６は移動軸、２７はスプリング、２
８はストツノξ、３１はおねじ、３４はつまみ、３６は
溝、３７は突起、３８ははローズ、３９はイオンビーム
である。 代理人 弁理士 柳 原 成 ′１ジ・ 第３図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１）真空排気された反応性金属のアンプルを収容し、
かつエミッターに接続するアンプル収容空間と、このア
ンプル収容空間を真空引きする手段と、前記アンプルに
圧縮破壊力を与える移動体と、アンプル収容空間の外側
に設けられた操作部を回転することにより前記移動体を
移動させる機構とを備えたことを特徴−とするイオン銃
（２）真空状態においてのみ操作部の回転により移動体
を移動させるクラッチ機構を備えた特許請求の範囲第１
項記載のイオン銃 （３）アンプルの一部に集中応力を加える突起をアンプ
ル収容空間に備えた特許請求の範囲第１項または第２項
記載のイオン銃 ・（４）アンプル収容
空間はアンプル破壊前には真空引きされ、アンプル破壊
後は遮断されるようにされている特許請求の範囲第１項
ないし第３項のいずれかに記載のイオン銃 （５）移動体を移動させる機構はねじである特許請求の
範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載のイオン銃
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171190A JPS5873948A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | イオン銃 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56171190A JPS5873948A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | イオン銃 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5873948A true JPS5873948A (ja) | 1983-05-04 |
| JPS6331889B2 JPS6331889B2 (ja) | 1988-06-27 |
Family
ID=15918670
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56171190A Granted JPS5873948A (ja) | 1981-10-26 | 1981-10-26 | イオン銃 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5873948A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63502384A (ja) * | 1986-04-09 | 1988-09-08 | エアー・プロダクツ・アンド・ケミカルズ・インコーポレーテッド | エバポレータ |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS581952A (ja) * | 1981-06-02 | 1983-01-07 | イオン ビーム システムズ リミテッド | イオン源の金属蒸気供給装置 |
-
1981
- 1981-10-26 JP JP56171190A patent/JPS5873948A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS581952A (ja) * | 1981-06-02 | 1983-01-07 | イオン ビーム システムズ リミテッド | イオン源の金属蒸気供給装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63502384A (ja) * | 1986-04-09 | 1988-09-08 | エアー・プロダクツ・アンド・ケミカルズ・インコーポレーテッド | エバポレータ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6331889B2 (ja) | 1988-06-27 |
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