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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- ionized
- ion source
- anode
- needle
- liquid metal
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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)
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- 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。[Detailed Description of the Invention] [Field of Application of the Invention] The present invention relates to the improvement of a needle-type liquid metal ion source, which is a high-intensity ion source necessary for generating ion microbeams, and particularly relates to the improvement of a needle-type liquid metal ion source, which is a high-intensity ion source necessary for generating ion microbeams. This relates to longer life and higher performance in power sources.
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。
Conventional means for replenishing ionized substances in needle-type liquid metal ion sources can be broadly classified into two types.
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。 One ion source has a storage section for ionized material directly above the needle support section, from which the needle is supplied in liquid form. Although this configuration is excellent in terms of longevity, it has the following problems. Because the needle and reservoir are not sufficiently insulated, it is necessary to heat not only the needle but also the reservoir during operation of the ion source.
Heating the reservoir requires more power as the melting point of the ionized substance increases, and since this is not directly related to ionization, it becomes less efficient in terms of energy. Furthermore, if the surface of the reservoir is heated to a high temperature of several hundred degrees or higher, contaminating elements such as alkali metals are ionized and released through the surface ionization process. This is often inconvenient because the target ion species tends to be mixed in as impurity ions.
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。 Another ion source utilizes the V-shaped corner of a hairpin as a source of ionized material. In order to store a large amount of
As shown in Japanese Patent No. 114257, this corner may be bridged with a metal wire, or it may be wrapped in a spiral shape. Although this configuration has a simple structure and requires less electric power to heat the anode, it has the disadvantage that a large amount of ionized material cannot be deposited.
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。
The present invention solves the above-mentioned drawbacks, namely, when the ion source is operated, only the anode is heated and other parts are not heated to high temperatures, and the liquid metal ion source can store a large amount of ionized substance and extend its life. The purpose is to provide a source of information.
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。
Therefore, in the present invention, the space between the anode and the ionized substance storage section is insulated, and the ionized substance is supplied from the ionized substance storage section to the anode by heating the storage section to evaporate the ionized substance when necessary. The liquid metal ion source is configured to perform this by blowing vapor onto the anode and condensing it.
以下、本発明を実施例を参照して詳細に説明す
る。
Hereinafter, the present invention will be explained in detail with reference to Examples.
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。 FIG. 1 shows the basic configuration of a liquid metal ion source according to the present invention. In the vicinity of the anode 1 there is a reservoir 2 for ionized material 4, which is equipped with a nozzle 3. The reservoir 2 can be heated by a heater 5, and the vapor 6 of the ionized substance 4 is emitted from the noise 3 and blown onto the anode 1. This improved heating of only the anode 1 during operation of the ion source.
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。 When the ionized substance 4 is gold, the melting point is 1063℃, and the temperature of the anode 1 is 1100-1300℃ during operation.
Keep it. At this time, when a positive potential of several KV or more is applied to the anode 1, gold ions of about 10 μA are obtained from the needle tip of the anode 1. When gold is placed on anode 1 in a spherical volume with a diameter of less than 1 mm,
The lifetime of a stable ion beam is about 100 hours. Therefore, when the beam became unstable, the ionized material storage section 2 was heated and the ionized material was newly supplied to the anode 1. By doing this, we were able to extend the lifespan. Naturally, its value is proportional to the amount of ionized substance 4 put into reservoir 2.
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。 In the above example, there is one nozzle 3 from the reservoir 2 and it is installed in one direction of the anode 1, but a plurality of nozzles 3 may be provided and arranged around the anode 1.
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。 Furthermore, a configuration may be adopted in which a plurality of ionized substance storage units are prepared and ions of a plurality of elements are generated in time series.
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。
As described above, the present invention has made it possible to provide a liquid metal ion source that is power efficient and has a long life.
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。
FIG. 1 is a basic configuration diagram of a liquid metal ion source according to the present invention. 1...Anode, 2...Part for ionized substance, 3
...Nozzle, 4...Ionized substance, 5...Heater, 6
...gas vapor of ionized substances.
Claims (1)
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。1. In a liquid metal ion source that wets the tip of a needle with a molten metal substance to be ionized and extracts ions from the tip using a strong electric field, the ionized substance contained in the reservoir is heated to form a vapor, and the vapor is A liquid metal ion source characterized in that the ionized substance is supplied by colliding with the needle or a support portion of the needle and condensing it.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60254763A JPS61116733A (en) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | Liquid metal ion source |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60254763A JPS61116733A (en) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | Liquid metal ion source |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61116733A JPS61116733A (en) | 1986-06-04 |
| JPH02815B2 true JPH02815B2 (en) | 1990-01-09 |
Family
ID=17269541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60254763A Granted JPS61116733A (en) | 1985-11-15 | 1985-11-15 | Liquid metal ion source |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61116733A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016533449A (en) * | 2013-10-17 | 2016-10-27 | コックス パワートレイン リミテッド | Internal combustion engine |
-
1985
- 1985-11-15 JP JP60254763A patent/JPS61116733A/en active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016533449A (en) * | 2013-10-17 | 2016-10-27 | コックス パワートレイン リミテッド | Internal combustion engine |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61116733A (en) | 1986-06-04 |
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