Источник отрицательных ионов

(1 ц 43989 Союз Советских Социалмстнческих РесвубпикОП ИСА НИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 28,12.72 (21) 1862887/26-25с присоединением заявки-М,Кл, Н 01 3/О осударствениый комитетСовета Министров СССРпо делам изобретеиийи открытий Приоритет -53) УДК 621,38,42(088 8) публиковацо 15,08,74, Бюллетень3 ата опубликования описания 25,03,75. ИофФе Заявитель рдена Ленина физико-техническ ЕЛЬНЫХ ИОНаВ 3 М 2(54) ИСТОЧНИК ОТР Настоящее изобретение относится к области электрофизики, занимающейся разработкой способов и устройств для получения и использования направленных потоков заряженных частиц, а также к области анализа материалов с помощью вторичной эмиссии заряженных частиц.Для исследования свойств отрицательных ионов, изучения их взаимодействия с веществом, а такэке для аналитических целей требуется получить потоки отрицательных ионов.Известны источники отрицательных ионов разных типов, действие которых основано на 1 эазличцых физических процессах, и, в частности, источники со вторичной иопно-ионной эмиссией,Недостатком известных источников является то, что с помощью них можно получать ионы только тех элементов, которые входят в состав мишени, Так, например, для получения ионов Ад - мишень изготавливается из Ад; иногда требуемый элемент наносят ца поверхность мишени или вводят в мишень как примесь. Такие источники не годятся для получения отрицательных ионов от газообразных и парообразных веществ,С целью расширения круга рабочих веществ, повышения стабильности работы и увеличения долговечности источника, упрощения его конструкции и эксплуатации устройство для получения положительных ионов выполне.но в виде газоразрядной камеры с устройст.вом для напуска в нее рабочего вещества иснабжено накаливаемым катодом, отражателями электронов и анодом с отверстиями длявывода отрицательных ионов и прохожденияэлектронов, причем один из отражателейявляется мишенью и расположен напротивупомянутого отверстия для вывода ионов, акатод расположен по другую сторону от аноданапротив отверстия для прохождения электронов,На чертеже приведена принципиальная схе.ма источника отрицательных ионов и его элек 15 трического питания.Источник состоит пз мишени 1, эмиттераэлектронов 2, отражателя электронов 3и электрода 4, Электрод 4 заземлен, мишень, эмиттер электронов и отражающци20 электрод находятся прп отрицательныХ потенциалах Г У, и У, соответственно. Требуется,чтобы потенциалы У, и Уе были не меньше нескольких десятков вольт и близкими по вели.чине, а потенциал Уз был выше, чем Уе.25 Предлагаемый источник действует следую.щим образом.Поток электронов с эмиттера 2, отраженный электродом 3, сначала ускоряется в направлении электрода 4, а затем, пройдя сквозь30 щель в нем, замедляется в обратном поле. На439859 ро 8 Составитель В. Кнм Техред Г. Дворина Корректор А. Дзесова Редактор Л. Цветкова Изд.1901 Гираь 760 ЦНИИПИ,Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж, Раушская наб д. 4/5Подписное Заказ 5540 Обл. тип, Костромского управления издательств, полиграфии и кпизкной торговли этом пути электроны понпзируют газ илп пар и образуют положительные ионы. Образующиеся в пространстве между электродом 4 и мишенью положительные ионы ускоряются в направлении мишени и выбивают из пленки адсорбированного на ней газа илп пара отрицательные ионы. Выбитые отрицательные ионы ускоряются в направлении электрода 4, проходят сквозь щель в нем и затем используются по назначению. Они могут быть направлены в масс-анализатор для разделения по теЧем ближе потенциал 1/, к потенциалу С 2, тем в большем пространстве газа происходит ионизация молекул электронами, тем больше поток положительных ионов к мишени и тем больше при постоянном давлении в источнике ток отрицательных ионов.В качестве источника электронов использовалась накаливаемая пропусканием тока вольфрамовая проволока И 200 лкя, а в качестве бомбардируемой мишени - вольфрамовая лента размерами ЗОХ 1 Х 0,01 ми. Термоэмиттер электронов 2 и мишень 1 были электрически соединены и находились при одинаковом отрицательном потенциале с 71 = с 72= 1200 в. Потенциал отражающего электрода 3 был регулируемым и подбирался в опытах. Был выбран Уз= - 100 в. относительно С,.Источник испытывался в масс-спектрометрической установке, приспособленной для измерения токов отрицательных ионов и имеющей систему напуска газов и паров. Осуществлялся напуск органических соединений (тиофена, ацетона, диэлимамина и др,) до давлений 3 .10тор и записывались масс- спектры отрицательных ионов при развертке по магнитному полю, При том же давлении паров для сравнения записывались масс- спектры ионизации паров электронами при наиболее оптимальной для диссоциативной ионизации с образованием отрицательных ионов энсрпш электронов (масс-сн содержал также источник ионов с ионизацией электронами, который можно было включать вместо предлагаемого источника ионов. В качест ве источника термоэлектронов при понизацииэлектронами также использовалась вольфрамовая проволока диаметром 200 якм). Условия движения ионов в приборе при выходе из источников ионов в обоих случаях были оди паковыми.Испытания показали, что масс-спектры отрицательных ионов из обоих источников ионов были по составу одинаковыми, но интенсивность большинства линий в масс-спектре при 15 использовании предлагаемого источника былабольшей в 30 - 50 раз в сравнении с интенсивностью линий при использовании источника с ионизацией электронами,Как и все источники отрицательных ионов 20 на основе ионно-ионной эмиссии, предлагаемый источник ионов допускает активпрованпе мишени для увеличения ионных токов. Предмет изобретенияИсточник отрицательных ионов на основевторичной ионно-ионной эмиссии, содержащий мишень и устройство для получения положительных ионов, отличающийся тем, что, с целью расширения круга рабочих веществ, по вышения стабильности работы и увеличениядолговечности источника, упрощения его конструкции и эксплуатации, устройство для получения положительных ионов выполнено в виде газоразрядной камеры с устройством для 35 напуска в нее рабочего вещества и снабженонакаливаемым катодом, отражателями электронов и анодом с отверстиями для вывода отрицательных ионов и прохождения электронов, причем один из отражателей является ми шенью и расположен напротив отверстия длявывода ионов, а катод расположен по другую сторону от анода напротив отверстия для прохождения электронов,