Эмиттер для получения ионов

Союз Советских Социалистических Республиквисимое от авт. свидетельства че явлено 181 Ъ.1969 ( 1326623(26-25 присоединением заявки хЪ ПК Н 05 т ПриоритетОпубликовано 04.1 Комитет ло деламзобретении и открытийори Совете Минкстров У ,К 621 384 6(088 1. Бюллетень М ата опубликования описания 26.11.197 Авторизобретения Е. П. Голуб явитель ЛУЧЕН ОНО ЭМИТТЕР ДЛ Изобретение относится к ускорительноп технике и может быть применено в устройствах, предназначенных для получения и непользования управляемых потоков ионов.Известный эмиттер для получения ионов с 5 помощью электростатического поля высокой напряженности путем ионизации атомов вблизи поверхности или непосредственно на поверхности эмиттера, формирующего интенсивное электростатическое поле, выполняется 10 в виде металлического острия пглообразной формы. Цилиндрическая часть острия диаметром, равным десятым долям миллиметра, переходит в коническое заострение с радиусом закругления у вершины конуса порядка 15 долей микрона или нескольких микрон. Против эмиттера-острия, которому сообщается положительный потенциал, укрепляется отрицательно заряженный кольцевой электрод.Последний может быть изготовлен в виде 20 пластины с круглым отверстием малого диаметра, цилиндра с плоским дном, в котором проделано небольшое отверстие, усеченного конуса с малым отверстием и т, д, Отверстие в кольцевом электроде, как правило, имеет 25 диаметр, равный нескольким миллиметрам или долям миллиметра.Вершина эмиттера-острия размещается в плоскости отверстия кольцевого электрода и устанавливается в его центре. Сильное поле З 0 формируется вблизи вершины эмиттера: зона поля высокой напряженности непосредствен но примыкает к поверхности эмиттера и имеет глубину, примерно равную радиусу за кругления эмпттера-острпя.Межэлектродньтй обем и пространство за кольцевым электродом откачпваются дс сверхвысокого вакуума (остаточное давление(10 ,цлт рт. ст.), после чего в промежуток между эмпттером-острпем и кольцевым электродом подается газ плп пар, подлежантий ионпзацнн (рабочий диапазон давлений 10 -- 10 -.ц,ц рт. ст.), при непрерывной откачке пространства за кольцевым электродом. Поскольку атомы вещества, поступающего в межэлектродный объем, выходят через отверстие кольцевого электрода, часть из нпх, двигаясь в непосредственной близости от вершины эмпттера, попадает в зону поля высокой напряженности, включая поверхность эмпттера-острия, где понизуется механизмом автоионпзации пли десорбции. Потерявшие валентные электроны атомы превращаются в положительно заряженные ионы, которые удаляются полем через отверстие в кольцевом электроде, образуя ионный пучок.Однако ввиду того что размеры вершины эмиттера-острпя и зоны поля высокой напря. женности очень малы, число атомов, попадающих за едишгцу времени в зону поля до295214 Г 1 одпнснос Тираж 473 Изп Ъ о 96 Заказ 682/13 Типография, пр, Сапунова, 2 статочной для ионизации интенсивности, втом числе и на поверхность эмиттера, такжемало, а значит, мал и ионный ток пучка, создаваемого ионизованными частицами, Увеличение размеров вершины эмиттера-острия иповышение давления в межэлектродном объеме не могут обеспечить существенного увеличения интенсивности ионного пучка, поскольку увеличение размеров вершины эмиттера ограничено требуемой для созданияионизующего поля разностью потенциаловмежду электродами; увеличение же давления в объеме ограничивается опасностью пробоя межэлектродного промежутка.Кроме того, конструктивное выполнение известного эмиттера в виде сплошного острияделает необходимым заполнение межэлектродпого объема атомами вещества, подлежащего ионизации, и является причиной выхода из межэлектродного объема через отверстие в кольцевом электроде пеионизовавшихся, нейтральных частиц, Частицы образуют сопутствующий ионному потоку фон, нанесколько порядков более интенсивный, чемсам ионный пучок, что приводит к появлениюнежелательных вторичных явлений в обьеме(перезарядки и т. д,).Целью изобретения является созданиеэмиттера для получения ионов с помощьюэлектростатического поля высокой напряженности, обеспечивающего значительное увеличение интенсивности ионного пучка при одновременном уменьшении количества нейтральных частиц, сопутствующих потоку ионов.Сущность изобретения заключается в том,что эмиттер выполняется в виде металлического острия иглообразной формы, снабженного сквозным внутренним каналом, расположенным по его оси и имеющим выход к вершине эмиттера,На чертеже изображен предложенныйэмиттер.Эмиттер состоит из цилиндрической части 1 и конического заострения 2 с закругленной вершиной 8. Сквозной внутренний канал 4 расположен по оси эмиттера и имеетвыход к его вершине. С целью уменьшениягидравлического сопротивления внутреннийканал 4 выполнен в форме цилиндра и в пределах длины конического заистрения имеет сужающийся конический участок 5 с выходом к вершине эмиттера.Эмиттер работает следующим образом.5 Через сквозной внутренний канал 4 положительно заряженного эмиттера-острия, концентрирующего поле, ионизуемое вещество в газообразном, парообразном или жидком состоянии подается к вершине 3 эмиттера в зо ну поля высокой напряженности, Здесь атомы вещества ионизуются механизмом автоионизации, поверхностной ионизации в поле, десорбцпи или испарения полем, а образовавшиеся ионы удаля 1 отся полем через отвер стие в отрицательно заряженном кольцевомэлектроде и формируются в ионный пучок.В связи с тем что при этом реализуются большие секундные расходы вещества через выходное сечение внутреннего канала эмит тера при строгой направленности подачи взону поля высокой напряженности, интенсивность ионного пучка значительно повышается, а нейтральные атомы, сопутствующие ионам, практически отсутствуют.25 Предмет изобретения 1. Эмиттер для получения ионов с помощьюэлектростатического поля высокой напряжен ности, формируемого у поверхности эмиттера, выполненный в виде металлического острия, состоящего из цилиндрической части и конического заострения с закругленной вершиной, отличающийся тем, что, с целью уве личення интенсивности ионного пучка иуменьшения количества нейтральных частиц, сопутствующих ионному пучку, эмиттер снабже сквозным внутренним каналом, располокенным по его оси и имеющим выход к вер шине эмиттера, служащим для подачи вещества, подлежащего ионизации, к вершине э митте ра.2. Эмиттер по п, 1, отличающийся тем, что,с целью уменьшения гидравлического сопро тивления сквозного внутреннего канала, последний выполнен в форме цилиндра и в пределах длины конического заострения имеет сукающийся конический участок с выходом к вершине эмиттера.