DE1764782A1

DE1764782A1 - Ionen-Getter-Vakuumpumpe

Info

Publication number: DE1764782A1
Application number: DE19681764782
Authority: DE
Inventors: Lamont Jun Lawrence T
Original assignee: Varian Associates Inc
Current assignee: Varian Medical Systems Inc
Priority date: 1967-08-23
Filing date: 1968-08-06
Publication date: 1971-11-11
Also published as: US3460745A; CH505462A; FR1585970A; GB1191223A

Description

PATENTANWXLTE DR. CLAUS REiNLANDER DIPL-ING. KUUS BERNHARDT

D-8 MÖNCHEN 60

BACKERSTRASSE S

VARIAN ASSOCIATES Palo Alto / California, USA

Ionen-Getter-Vakuumpumpe

Priorität: 23. August 1967 - Vereinigte Staaten Ser.No. 662,635

Zusammenfassung;

Es wird eine magnetisch eingeschnürte elektrische Ionen-Getter-Entladungs-Vakuurapumpe beschrieben, bei der ein Kathodenvorsprung in die Anodenzelle hineinragt. Die Getter-Ionen-Pumpe weist eine Anode auf, in der wenigstens ein Entladungskanal vorgesehen ist, wobei die Achse des Entladungskanals koaxial mit einem die Entladung einschnürenden Magnetfeld ausgefluchtet ist, das durch den Kanal hindurchtritt. Zwei Kathoden aus Gettermaterial sind an den beiden Seiten der Anode angeordnet. Die Kathode weist

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wenigstens einen Kathodenvorsprung aus Gettermaterial auf, der von der Kathode in wenigstens einen Entladungskanal in der Anode hineinreicht, und dieser Toreprung endet an einem Funkt innerhalb des Entladungskanals, der näher als die Längsmitte liegt. Der Kathodenvorsprung, der in den Entladungskanal hineinreicht, definiert im Entladungekanal zwei verschiedene Typen von Entladungen« In dem Bereich des Entladungskanals , der den Kathodenrorsprung enthalt, definiert der Kathodenvorsprung mit dem koaxialen Anodenkanal einen magnetronartigen Wechselwirkungsbereich. In eines weiteren Teil des Entladungskanals, der den Kathodenvorsprung nicht enthält, wird eine magnetlach eingeschnürte Penning-fintladung definiert. Positive ionen, die im Penning-Entladungsbereich erzeugt werden, bombardieren den Kathodenvorsprung, so daß das Kathodenmaterial «eretäubt wird, wodurch sich insgesamt zerstäubtes Gettermaterial auf der Kathode außerhalb und am Ende der Anode aufbaut. Dieser Bereich eines Netto-Aufbaus von zerstäubtem Gettermaterial ist besonders nützlich zum Pumpen von Edelgasen, da Edelgase gewöhnlich nicht gegettert werden können, sondern im Bereleh des letto-Aufbaue von Gettermaterial eingebettet werden müssen· Einige der Ionen bombardieren die Seiten des Kathodenvorsprungs streifend, so daß Kathodenmaterial weiter auf die Bereiche

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des Netto-Aufbaue zerstäubt wird, und einige der im magnetronartigen Wechselwirkungsbereich erzeugten Ionen treffen unter normalen Auftreffwinkeln auf den Kathodenvorsprung. Bei einer bevorzugten Ausftihrungsform besteht der Kathodenvorsprung aus einem körperzentrierten kubisch kristallisierten Werkstoff wie Tantal, Molybdän oder Zirkon, das von streifend auftreffenden Ionen leichter zerstäubt wird als übliches Kathodenmaterial wie Titan, das ein hexagonal dicht gepackter Stoff ist. Bei einer bevorzugten Ausführungsforra bestehen die Kathodenvorsprünge aus Tantal, einem körperzentrierten kubisch kristallisierten Stoff, der darüber hinaus leichter Wasserstoff löst als gewisse andere körperzentrierte kubische Stoffe wie Molybdän. Magnetisch eingeschnürte elektrische Getter-Ionen-Entl&dung8puinp£w mit ITstbodenvorsprüngen nach der Erfindung ergeben Pumpgeschwindigäeiten für Argon, die etwa 26 $■■ der Pumpgeschwindigkeit für Stickstoff betragen, stellen also eine Erhöhung der Pumpgeschwindigkeit für solche Edelgase um den Faktor vier dar, verglichen mit bekannten Pumpen, bei denen gezahnte Kathodenplatten verwendet wurden.

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Stand der Technik:

Es sind bereits Getter-Ionen-Pumpen bekannt» bei denen Kathodenvoreprünge auf die Glimmentladungekanäle in der Anode hlnveieen, diese erstrecken sich jedoch nicht in diese Kanäle, sind jedoch mit den Glimmentladungskanälen koaxial ausgefluchtet. (US-Patentschrift 3 112 863). Biese, bekannten KathodenvorsprUnge ergaben eine Kathodenoberfläche, auf die die Ionenbahnen streifend auftreffen konnten, so daß die Zerstäubungerate des Kathodenmaterials auf den restlichen Teil der Kathode verbessert wurde.Bei dieser bekannten Pumpe reichte jedoch die erhöhte Zerstäubungsrate nicht aus, um eine stabil arbeitende Diodenpumpe su ermöglichen, mit der Edelgase gepumpt werden konnten. Die Pumpe wurde zum Pumpen von Edelgasen stabil gemacht, indem die. Kathodenvorsprünge voa restlichen Teil der Kathode isoliert wurden und die Kathodenvorsprttnge auf einem negativeren Potential arbeiteten als der restliche Teil der Kathode. Die Ionen, die auf dem restlichen Teil der Kathode aufgenommen wurden, in Berelohen eines Hetto-Aufbaus von serstäubtem Kathodennaterial, wurden also auf einem positiveren Potential aufgenommen ale das der KathodenvorsprUnga* so daß die im Bereich des Hetto-Aufbaus von Getter-Material aufprallen* den Ionen verzögert wurden» um ein erneutes Zerstäuben des aufgesammelten Materials su verhindern, wodurch dl· gefangenen Gase freigegeben würden.

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Bei einer anderen bekannten Pumpe wurde* Kathpdenvorsprünge in einer i)iodenpumpe verwendet. Die Vorsprünge ragten koaxial praktisch über die ganze Länge des Glimmentladungskanals durch die Anode, so daß eine magnetronartige Pumpe gebildet wurde. Eine solche Hagnetronpumpe ergibt zwar bessere Starteigenschaften bei niedrigen Drucken, d.h. Drucken unter 10 ⁷ Torr, es ergab sich dabei eine relativ langsame, aber stabile Edelgaspumpgeschwindigkeit, weil dit Bereiche · des Netto-Aufbaus von Kathodenmaterial an den Bndplatten lagen, und relativ wenige Edelgasionen in die Endplatten eingetrieben wurden, um durch später zerstäubtes Kathodenmaterial bedeckt zu werden (US-PatentBchrlft 2 995 638).

Zusammenfassung der Erfindung:

Durch die Erfindung soll eine verbesserte magnetisch eingeschnürte elektrische Getter-Ionen-Entladungs-Vakuumpuaipe mit verbesserter Behandlung von Edelgasen verfügbar gemacht werden.

Erfindungsgemäß wird in einer Entladungs-Öetter-Ionenpumpe ein Kathodenvorsprung verwendet, der in wenigstens einen der Entladungskanäle der Anode hineinragt und an einen Punkt länge der Länge des Entladungskanals aufhört, der

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näher ils die Längsmitte liegt, so daß ein kombinierter Penning-Sntladungs- und Mfignetron-Iintladungs-Bereich im Entladungekanal der Anode gebildet wird, so daß die Kapazität der Pumpe zum Pumpen von Edelgasen verbessert wird.

Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung besteht der Kathodenvorsprung aus einem körperzentrierten kubisch kristallisierenden Stoff, so daß die Zerstäubungsrate vom Kathodenvorsprung größer wird als bei Verwendung von hexagonal dicht gepacktem Stoff, beispielsweise Titan, was bisher verwendet worden 1st.

Vorzugsweise ist der lU.ttiodenvoreprung ein zylindrischer Zapfen, so daß eine Zerstäubung sowohl vom freien Ende des Zapfens als auch von den Seiten des Zapfens erhalten wird.

Stattdessen kann der Kt.thodtnvorsprung auch, aus eines gefalteten Metallelement bestehen, wobei der gefaltete ItIX in den Anoden-^ntladungskanal hineinreicht, so dafl die Herstellung des ^athodenvcreprungs erleichtert ist·

Oemäft einer speziellen Ausbildung der Erfindung let der

vom Feet der Kathode isoliert und wird

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auf einem Potential betrieben, das unabhängig sowohl vom Anodenpotential als auch rom Kathodenpotential ist, eo daß ein Pumpenaufbau in Form einer Triode erreicht wird.

Gemäß einer besonders Torteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist die Pumpe Kathodenroreprtinge auf, die ron beiden Seiten in die Entladungekanäle hineinreichen, so daß die Pumpgeschwindigkeit der Pumpe rergruflert wird.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung; es zeigen:
Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäSe Getter-

Ionen-Entladungspumpe:
Fig. 2 den in Fig. 1 mit der Linie 2-2 umsohlossenen Seil

einer sweiten Aueführungeform; Fig. 3 einen leilsohnitt duroh tin· weiter· Aueführungeform

der Erfindung;
Fig. 4 einen teilschnitt duroh nooh ein· andere Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 5 einen Schnitt längs d*r Linie 5-5 in Fig. 4; Fig. 6 einen Schnitt duroh nooh tin· ender· Aueführungsform der Erfindung; und

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bad on\ew*M.

Fig· 7 die Abhängigkeit des Ionenstroms vom Druck zur Veraneohauliohung der Xonenstromkennlinie der erfindungegemäßen Pumpe im Vergleioh zu bekannten Pumpen.

In Pig. 1 ist eine magnetisch eingeschnürte elektrische Getter-Xonen-Bntladungepumpe mit Merkmalen der Erfindung dargestellt. Die Pumpe weist ein hohles Vakuumgefäß 2 mit einer Einlaßöffnung 3 auf* die in Gaeverbindung mit nicht dargestellten, su evakuierenden Einrichtung steht. Eine hohlsylindrisohe Anode 4 ist innerhalb des Gefäßes 2 «wischen zwei Kathodenplatten 5 angeordnet» die aus einem geeigneten Gettermaterial bestehen, beispielsweise Titan. Zwei Kathodenrorsprttnge 6, beispielsweise zylindrische Zapfen, sind koaxial mit der Achse der Zylinderanode 4 ausgefluchtet und reichen von den Kathodenplatten 5 weit in den Anodenzylinder 4 hinein. Die Zapfen 6 enden an einem Punkt innerhalb der Zylinderanode 4« der wesentlich näher als die Längsmitte des zylindrischen Entladungekanals in der Zylinderanode 4 liegt. Der Mittelpunkt der Zylinderanode 4 ist durch eine mit 7 bezeichnete Mittellinie gegeben. Das Vakuumgefäß 2 ist swisohen den Polen eines Permanentmagneten 8 angeordnet, mit dem ein die Entladung eineohnUrendes Magnetfeld B erzeugt wird, das axial durch den elektrischen Ent- . ladungekanal 4 in der Anode geriohtet ist.

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Die Kathodenzapfen 6 und die Kathodenplatten 5 sind elektrisch mit dem Gefäß 2 verbunden, das auf Brdpotential betriehen wird. Die Anode 4 sitzt auf einem leitenden Stab 9t der aus dem Vakuumgefäß 2 durch einen Durchführungsisolator 11 hinausreicht. Der Stab 9 ist mit einer Stromversorgung 12 verbunden, so daß die Anode 4 auf einem geeigneten positiven Potential gegen Erde arbeiten kann, beispielsweise -s-6 kV. Der Durchführungsisolator 11 weist einen zylindrischen Isolator 13, beispielsweise aus Tonerdekeramik, auf, der an ein Ende des Gefäßes 2 dicht angesetzt ist und am anderen Ende an eine Metallblende 14, die dicht mit dem Zapfen 9 verbunden ist. Ein ringförmiger Zerstäubungsschirm 15 sitzt auf dem Zapfen 9t um den Isolator 13 gegen zerstäubtes Kathodenmaterial abzuschirmen.

Im Betrieb wird die Pumpe zunächst mittels einer geeigneten, nicht dargestellten mechanischen oder Sorp-tionspumpe auf einen Druck in der Größenordnung von 10""* Torr evakuiert. Dann wird die Anodenspannung angelegt, um eine magnetisch eingeschnürte elektrische Entladung im Gas im hohlen Inneren der Zylinderanode 4 einzuleiten. Die Innenwand der Zylinderanode bildet einen Entladungekanal, der axial mit den Magnetfeld B ausgefluchtet ist. Die axial· Ausdehnung der Zap-

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fen 6, die über die E&dteile dta Bntladungskanala reichen, definieren Magnetron-Wecheelvirkungabereiche 16 und 17 an den Enden des Entladungskanals. Ia Bereich zwischen den freien Enden der Zapfen 6 wird ein magnetisch eingeschnürter Penning-Entladungsbereich 18 definiert.

Ein gewisser Bruchteil dar positiven Ionen, die im Penning-Entladungebereich 18 erzeugt werden, bombardieren die Zapfen 6. Einige dieser Ionen werden in der Achse des Entladungskanals erzeugt und bombardieren die freien jänden der Zapfen 6. Auf Grund der Bombardierung der Zapfenenden durch die positiven Ionen wird von diesen Enden Gettermaterial längs gerader linien zerstäubt, die von den Enden der Zapfen wegführen. Ein erheblicher Prozentsatz des zerstäubten Materials wird in einem Ringbereich auf der gegenüberliegenden Kathodenplatte 5 aufgenommen» wie durch die unterbrochenen Linien 19 angedeutet wird. Dieses zerstäubte Material ergibt einen Hetto-Aufbau an gesammeltem Getter-Material, in den Edelgaaionen eingebettet sein kennen, die mit anschließend aufgenommenem Getter-Material auf den Kathodenplatten 5 bedeckt werden können.

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Gewisse andere Ionen, die außerhalb der Achse des Penning-Entladungsbereiches 18 erzeugt werden, bombardieren die Seiten der Zapfen 6, so daß sich ein weiteres Zerstäuben des Kathodenmaterials von den Zapfen auf die Kathodenplatten 5 zu ergibt. Der tiberwiegende Seil dieser Ionen bombardiert die Zapfen 6 unter streifenden Auftreffwinkeln, so daß sich ein erhöhtes Zerstäuben von den Zapfen ergibt, verglichen mit Ionen, die dis Zapfen unter Winkeln normal zur Oberfläche der Zapfen erreichen. Biese Ionen, die die Zapfen unter streifenden Auftreffwinkeln bombardieren, sorgen dafür, daß ein überwiegender Teil des eeratäubten Materials längs strahlenartigen Wegen zerstäubt wird, die die Kathodenot) er fläche unter im wesentlichen dem gleichen Winkel verlassen wie dem Winkel, unter dem die Ionen auftreffen. Sas streifende Auftreffen 5er Ionen ergibt damit Keulen aus zerstäubtem Material, lie bei 20 angedeutet sind, die weiter zum Netto-Aufbau von Kathodenmaterial im bei 19 angedeuteten Ringmuster beitragen· Weitere Ionen, die die Zapfen 6 nicht erreichen, bombardieren die Kathodenplatten 5 hauptsächlich im Bereich des intensivsten Hetto-Aufbaus von zerstäubtem Kathodenmaterial, wo sie entweder gegettert oder durch nachfolgend zerstäubtes Kathodenmaterial eingebettet werden.

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Ee wurde festgestelltt daß die Pumpenform nach Fig. 1 besondere brauchbar zum Pumpen Ton Jädelgasen ist, und zwar dank dea relativ großen Hetto-Aufbaue an zerstäubten Kathodenmaterial auf den Kathodenplatten 5.

Bei einer bevorzugten Aueführungsform bestehen die Zapfen aus einem körperzentrierten kubisch kristallisierenden Material, beispielsweise Zirkon, Molybdän oder Tantal, um die Rate zu erhöhen, mit der Kathodenmaterial τοη den Zapfen zerstäubt wird, verglichen mit den bekannten Kathodenmaterialien wie Titan, das ein hexagonal dicht gepacktes Material ist und deshalb relativ schwer unter streifenden Auftreffwinkeln zu zerstäuben ist, verglichen mit einem körperzentrierten kubischen Material. Tantal ist besondere brauchbar zum Pumpen von Gasen, die einen erheblichen Anteil Wasserstoff enthalten, beispielsweise Luft, das aus der Zersetzung von Wasserdampf herrührt, weil die Löslichkeit dee Walserstoffβ in Tantal größenordnungsmäßig 20.000mal größer ist als die Löslichkeit τοη Wasserstoff in Molybdän.

Oeeahnte Kathodenplatten bekannter Art, die in Diodenpumpen verwendet wurden, haben eine Pumpgeschwindigkeit für Argon ergeben, die etwa bei 6 t der Pumpgeschwindigkeit für Stick«

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stoff liegt. Bei einer Pumpe der in Pig. 1 dargestellten Form mit £antalzapfen 6, war die Pumpgeechwindigkeit für Argon etwa 26 $ der Pumpgeschwindigkeit für Stickstoff, so daß die Purapgeschwindigkeit für Edelgase, verglichen mit bekannten Diodenpumpen mit gezahnten Kathodenplatten» etwa um den Faktor 4 verbessert wurde. Die Pumpe nach Fig. 1 pumpt aktive Gase etwa mit derselben Fumpgeschwindigkeit wie bekannte Diodenpumpen.

Die Kathodenzapfen 6 haben vorzugsweise einen Durchmesser kleiner als 20 # des Durchmessers des Entladungskanals, um zu verhindern, daß die elektrische Feldform der Entladungszelle zu stark gestört wird und der Niederschlag des zerstäubten Kathodenmaterials auf den Kathodenplatten 5 gestört wird. Auf der anderen Seite, die Kathodenzapfen 6 sollen jedoch nicht zu kleine Durchmesser haben, sonst wird möglicherweise keine Zerstäubung von den Zapfen 6 erhalten* Genauer gesagt, vorzugsweise haben die Zapfen 6 einen Durchmesser größer als 0,8 mm (0,030 Zoll).

In Fig. 2 ist eine andere Auaführungsform der Erfindung dargestellt. Bei dieser Ausfihrungßform ist der Aufbau im wesentlichen der gleiche wis der nach Fig. 1, nur daß die

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Kathodensapfen 6', dl· in den Entladungekanal in der Anode 4 hineinragen, konisch geformt sind, im Gegensats iu den Zap« fen 6 nach Fig. 1, die Zylinderform haben. Die Betriebsweise let im weeentliehen die gleiche wie in Verbindung mit VIg. 1 beschrieben» nur dafl die axiale Auefluohtung der konischen Zapfen 6* krltisoher let als die der syllndrischen Zapfen 6, well eine leichte Fehlausrichtung der konischen Zapfen 6' mit Besug auf die Achse des Sntladungskanala eine erheblieh verringertt Zerstäubung Ton den Enden der konischen Zapfen 6· ergibt.

In Fig. 3 1st eine weitere Ausftthrungsform der Erfindung dargestellt. In diesem Falle 1st der Aufbau Im wesentlichen identisoh mit dem naoh Fig. 1, nur daß die Anode 4 eine Ansahl Sntledungakanäle aufweist» die koaxial mit dem die Entladung einschnürenden Magnetfeld 9 ausgefluchtet sind. Die Anode mit mehreren Jäntladongskanälen und damit arbeitende Pumpen haben eine höhere Pumpkapasltftt» die Pumpkapasitltt wachst mit der Ansahl der Anodeniellen.

In Fig. 4 und 5 1st eine weitere AusffUurangsform der ErfIndung dargestellt. lsi dieser Aueführungsform 1st der Aufbau im wesentlichen der gleiche wie soeben in Verbindung mit

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Fig. 3 beschrieben, nur daß die Kathodenrorsprtinge. die in die Entladungβkanalβ der Anode 4 hineinragen, aus einem gefalteten Stück Metallblech bestehen, das bei 25 eingesägt ist, las die KathodenrorSprünge 6" su bilden. Das gefaltete Blech besteht aus eines geeigneten Oettermaterial wie es oben in Verbindung alt den Zapfen 6 beschrieben worden ist. Das gefaltete Bleoh kann an den Kathodenplatten 5 befestigt werden oder kann oberhalb der Kathodenplatten 5 mit einem geeigneten, nioht dargestellten Trager befestigt werden. Die gefalteten Kathodenrorsprünge 6" arbeiten im wesentlichen auf die gleiche Weise wie die Kathodensapfen 6 bzw. 6*, die in Verbindung mit Pig. 1 und 2 beschrieben worden sind»

In Flg. 6 ist noch eine weitere Aueführungsform der Erfindung ähnlich der nach fig* 4 dargestellt, nor daß die Kathode 6", die in die Anodenentladungskanale 4 hineinragt, auf eine» Potential betrieben werden kann, das negatirer 1st alt das der Kathodenplatten 5, um eine Triodenpumpe BU erhalten. Genauer gesagt, die Vorrichtung ist im wesentlichen identisch der nach flg. 4, nur daß die gefalteten Katnodenbleohe 6" mit Isolierzellen 26 auf die Kathodenplatten 5 aufgesetst sind, so daß die lathodenrorsprünge 6"

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auf «inen Kathodenpotential arbeiten können, das unabhängig ▼on de« der Kathodenplatten 5 iat· 2a eint einen wird eine Stromversorgung 27 an die Kathode G" mit Leitungen 28 angeeohloeeen, um die KathodenToreprÜnge 6^N auf einem negativeren Potential su betreiben ale die Kathodenplatten 5» beispielweise um 2*000 ToIt. Wenn die Kathodenvoreprünge 6* auf einem Potential arbeiten, das erheblich negativer ist ale das der Kathodenplatten 5 wird die Zerstäubung von den Kathodenvoreprtingen 6" entsprechend der swisohen diesen Vorsprttngen 6" und den Anodenseiien 4 angelegten Spannung erhöht, ao daJ die Ionen, die die Kathodenplatten 5 bombardieren, die Bereiche des letto-Aufbaue des Kathodenmaterials mit kleineren geschwindigkeit·* bombardieren als die Kathodenvoreprünge 6". Ss ergibt sioh dadurch sine relative Berabsetsung in den Wiederserstäuben des Kathodenmaterials, das auf den Kathodenplatten 5 aufgebaut 1st. Es wird also ein typischer trlodenbetrieb erreloht. Sas Betriebeverhalten der Iriodenpumpe ist jedoch gegenüber bekannten Triodenpumpen dadurch verbeseert, das kombinierte Magnetron- und Penning-Bntladungebereiohe in dan Aaodsnsellen hergestellt worden oind, und duroh die erhöhte Ssrstäubungerate des Kathodanm«terlale von den Kathodenvoreprtingen 6".

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In Fig. 7 ist die Abhängigkeit dee Ionenatroms I vom Druck P zur Veranechauliehung der Kennlinie einer lonen-Getter-Pumpe nach der Erfindung im Vergleich zu einer bekannten Pumpe dargestellt. Genauer gesagt, die unterbrochene Kurve 29 zeigt die typische Ionenkennlinie bekannter Diodenpumpen, die mit magnetisch eingeschnürten Penning-Entladungsaellen arbeiten. In diesem Falle fällt der Xonenetrom I mit fallendem Druck, bis die Entladung verlöeoht. Die Kennlinie für eine erfindungsgemäße Pumpe let bei 31 dargestellt. Aus der Kennlinie 31 ist zu ersehen, daß der Ionenstrom I mit fallendem Druck fällt, bis ein gewieser Miederdruokbereich erreicht wird, in dem der Strom allmählich konstant wird und nicht welter mit fallendem Druck abfällt. Im Bereich sehr niedriger Drucke ist also der Entladungestrom I höher, als bei der bekannten Form der offenen Zelle. Dadurch wird das Starten der Ionenpumpen im Tiefdruokbereich erleichtert, und die Pumpe kann bis herab au niedrigeren Drucken arbeiten. Se wird angenommen, daß die rerbesserte Tiefdruckaündung durch Feldemission τοη den Pfosten 6 erleichtert wird. Es ist beobachtet worden, daß die Pumpenentladung leicht zündet bei Anodenspannungen infter Öröflenordnung τοη 3 t OOO Volt bei Drucken niedriger als 3 x 10 Torr.

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Die erfindungegeaMe Punpe iat iwar ait Paaren τοη Kathoden-YorSprüngen 6 beschrieben worden, dl· in die Ehtladungaanodenkanäle τοη beiden Baden hineinreichen« das ist jedoch nicht erforderlich. Ervünaohtenfells braucht nur sin einziger Kathodenvoreprung in den Artladungskanal hineinsurelehen. Die Pumpgeechwindigkeit wird jedoch gegenüber einer Tora mit Kathodenroreprüngen, die Ton beiden Seiten in den Entladungekanal hineinreichen, rerringert.

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Claims

V1 P186 D

JS

Patentansprüche

Ionen-Getter-Vakuunpumpe, mit einer Anode, die wenigstens einen Bntladungskanal aufweist, der axial mit der Richtung des Magnetfeldes ausgefluchtet 1st, das durch die Anode hindurohgefuhrt wird, um die Entladung eineusohnü- r^n_t einer Kathode aus einem Getter-Material, die von der Anode entfernt angeordnet und gegen diese isoliert ist, so daß eine elektrische Spannung «wischen die Anode und Kathode gelegt werden kann, um eine magnetisch eingeschnürte elektrische Entladung «wischen diesen beiden aufzubauen, so daß Ionen sur Bombardierung dar Kathode eneugt werden, mit denen das Kathoden-Oetter-Material auf Saramelflachen innerhalb der Pumpe «er«täubt wird, um Gase in der Vakuumpumpe «u gettern» wobei die Kathode wenigstens einen Vorsprung aus Getter-Material aufweist, der τοπ der Kathode koaxial mim Satladungakanal in der Anode herrorsteht und von dem Oetter-Haterial im Gebrauch seratäubt wird, dadurch gektnnselohntt. daß der Kathoden-Torsprung in dan Entladungekanal la der Anode hineinreicht

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und an einem Funkt erheblioh näher als die Längsmitte des Entladungskanale endet, so daß im Entladungskanal ein kombinierter Magnetron-Entladungsbereich und ein Hohlanoden-Penning-Entladungsbereich definiert werden, dabei sind der Magnetron-Entladungsbereich zwischen dem Kathodenvorsprung und den Wänden des Entladungskanale und der Hohlanoden-Penning-Entladungsbereich durch den Teil des Entladungekanale definiert, der den Kathodenvorsprung nicht enthält·
2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenvorsprung aus einem körperzentrierten kubisch kristallisierenden Stoff besteht, so daß die Zerstäubung vom Vorsprung verstärkt 1st.
3. Pumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenvorsprung aus Tantal besteht.
4· Pumpe nach Anspruch 1, 2 oder 3» dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenvorsprung ein zylindrischer Zapfen ist, der koaxial mit der Achse des Entladungskanals in der Anode ausgefluchtet ist.

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5. Pumpe nach Anspruch 4» dadurch gekennzeichnet, daß der Kathodenzapfen einen Durchmesser kleiner als 20 # des Durchmessers des koaxialen Entladungakanals und größer als 0,9 mm (0,030 Zoll) hat.
6. Pumpe nach einem der Ansprüohe 1 bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß die Anode eine Vielzahl von parallelen Entladungskanälen aufweist und die Kathode eine Vielzahl von. Kathodenvorsprüngen aufweist, die koaxial in die Entladungskanäle hineinreichen und an Punkten in den Entladungskanälen enden, die erheblich näher als die Längsmitte der Kanäle liegen.

7« Pumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß Kathodenvorsprünge paarweise von beiden Enden in die Entladungskanal« in koaxialer Ausfluchtung mit diesen hineinreichen, wobei jeder der Kathodenvorsprünge innerhalb des Entladungskanals an einem Punkt endigt, der erheblich näher liegt als die Längsmitte des betreffenden Kanals.

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