Источник ионов

(21 (22 соосный отверстию в тронов,анод вып тоде лнен в виде кольца жду катодом и колле в, система формиров влена со стороны ка ором,ия пуч овленлектро(46) (71) ний ( 2) (53) ских исследоваода, прополниожительк жнои аноду, введен д сточник питания, по ивополельныйый полю е источни, с. 73. масспод ред.иностр. ектс которого соедине зменнь и енн с англИзд-в спе В.Н лит. НОВ преимущестетрии, содерему формироваму подачи рабок питания,(54)(5 ИСТОЧНИК И масс-спектро д, анод, сис ионов, систе тва и источи венно для жащий. кат ния пучка чего веще о тл целью о, с аи. ыпола лекповыш нен в, оси,е диска, с отверстие ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРпо делАм изОБ етений и ОТНРытий 3731366/24-2518.04,8407.02.87. Бюл.Институт космичН СССРГ.Г.Манагадзе621.385 (088.8)Габович М.Д. Плнов. Наукова думрнард Дж. Соврерометрия, /Пер.ондратьева. М.:1957, с. 41. и ч а ю щ и и с я тем, улучшения фокусировки п ния его плотности, като веден электрод-коллектор родом-коллектором, а отрицательныи - с анодом, и между катодом и.системой формирования пучка установлен, по крайней мере, один экран,2. Источник ионов по п.1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что.система подачи рабочего вещества снабжена лазером и системой фокусировки лазерного ф излучения в центре электрода-коллектора электронов.3. Источник ионов по п,1, о т л и- С ч а ю щ и й с я тем, что введена магнитная система фокусировки элект- С ронов в виде соленоида, установленного между анодом и коллектором-электродом электронов.11876Изобретение относится к масс-спектрометрии при исследовании веществ втвердой и газообразной фазах.Целью изобретения является улучшение фокусировки пучка и повышение его 5;плотности,На чертеже изображен источникионов.Источник содержит анод 1, катод 2,электрод-коллектор 3 электронов, систему формированияпучка ионов, образованную тормозящим электродом 4, экраном 5 и управляющим электродом 6.Между электродом-коллектором 3 и ано- дом 1 установлен электромагнит,7Система подачи рабочего веществавключает лазер с системой 8 фокусировки лазерного пучка в центре электрода-коллектора 3. На оси катода 2выполнено отверстие 9 для выхода 20пучка ионов 10. На чертеже также показан пучок электронов 11. Кроме источника питания, включенного междуанодом 1 и катодом 2, введен дополнительный источник, включенный между25электродом-коллектором 3 и анодом 1(на чертеже схематично изображеныклеммами с указанием примера распределения потенциалов).Источник раббтает следующим образом.Между анодом 1, катодом 2 и электродом-коллектором 3 подается ускоряющее напряжение для электронов 11 приих движении от катода 2 к электродуколлектору 3. При этом основное падение напряжения (987) происходит вобласти анод-катод. Это же поле ускоряет ионы 10, движущиеся от электрода-коллектора 3 к катоду 2. За экраном 5 ионы попадают в тормозящее поле, созданное электродом 4, Потенциал на электроде 6 определяет конечную энергию иона,45Рассмотрим работу устройства напримере газообразной мишени, которая с помощью системы подачи рабочего ве щества заполняет область между анодом1 и электродом-коллектором 3. Так как 50 ,1 к,7 Йз то цилиндрический пучокэлектронов 11 будет иметь максимальную плотность на оси источника, которая будет спадать от центра к периферии пучка, образуя потенциальную яму для ионов. Плотность пучка электронов 11 на оси в этой конфигурации будет мало меняться на пути от электрода-коллектора к катоду. Образованные 23 2внутри пучка электронов 11 ионы 10 полем пространственного заряда будут "засасываться" к оси пучка электронов 11. Движение ионов к катоду обеспечивается тем, что между анодом и электродом-коллектором подается разность потенциалов, обеспечивающая движение ионов к аноду (в слабом поле) и далее к катоду (в сильном поле).Таким образом, ион, который образуется в области между электродом- коллектором и анодом при исследовании газообразного вещества, будет сдвигаться к оси пучка электронов и далее к катоду, ускорившись при этом до максимальной энергии, отвечающий разности потенциалов на ускоряющем электроде, Пройдя сквозь отверстие в катоде и потеряв ( 987) своей энергии при движении между катодом 2 и тормозящим электродом 4, ион подается на вход масс-анализатора в поле коррекции его энергии потенциалов на экране 6, Экран 6 препятствует попаданию электронов на электрод 4,В обычных ускорителях электронов (без отверстия в центре катода) при инжекции пучка в условиях низкого вакуума (10 -10 Торр) ионы попадают на катод и образуют, так называемое, катодное пятно, которое хорошо видно визуально.При исследовании твердой мишени достаточно коллектор заменить исследуемым образцом и обеспечить плотность энергии пучка такой, чтобы происходило испарение вещества. На этом пути можно и сфокусировать пучок на мишени с помощью магнитного поля электромагнита 7.При облучении твердой мишени энергетический верхний предел разброса пучка ионов будет значительно ниже разброса при исследовании вещества в газообразной фазе. Последний не будет превышать для рассматриваемого случая 100 В и ограничивается напряжением, поданным между коллектором и анодом, Имеется принципиальная возможность снижения этой разности потенциалов и тем самым энергетического разброса ионовПредлагаемое устройство можно также использовать в комбинации с другим источником ионов, способным образовать ионы, например с лазерным, В этом случае лазер с системой фокусировки лазерного излучения, располо/2 Тираж 721 Под ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб д, каз 78 но 5 о-полиграфическое Проектная, 4 изводст иятие, г,ужгород женкой на оси электрода-коллектораэлектронов, заменяет собой системуподачи рабочего вещества. Предлагаемое устройство может выполнять функции, связанные со сбором, фокусировкой и транспортировкой ионов, Пучокэлектронов в данном случае может быть низкоэнергичным, малоймощности и направлен на исследуемый твердотельный образец. Сфокусированное в пятно .излучениелазера с необходимой удельной плот 9 ВТностью энергии (-10 ), способноесм испарять и ионизировать исследуемое вещество, направляют строго в центр пятна, образованного пучком электронов. Образованные под воздействием лазерного излучения ионы, как было Ю показано выше, будут захвачены итранспортированы вдоль пучка электронов .