DE69417970T2

DE69417970T2 - Quelle für schnelle Atomstrahlen

Info

Publication number: DE69417970T2
Application number: DE69417970T
Authority: DE
Inventors: Masahiro Hatakeyama
Original assignee: Ebara Corp
Current assignee: Ebara Corp
Priority date: 1993-08-20
Filing date: 1994-08-18
Publication date: 1999-12-02
Anticipated expiration: 2014-08-19
Also published as: EP0639939A1; US5519213A; DE69417970D1; EP0639939B1; KR950007207A; KR100307070B1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Quelle für schnelle Atomstrahlen, welche in der Lage ist, schnelle Atomstrahlen effizient bei einer relativ niedrigen Entladungsspannung zu emittieren.
Atome und Moleküle besitzen eine thermische Bewegung in der Atmosphäre bei Raumtemperatur mit einer kinetischen Energie von ungefähr 0,05 eV. "Schnelle Atome" sind Atome und Moleküle, die eine kinetische Energie viel größer als 0,05 eV besitzen, und wenn solche Teilchen in eine Richtung emittiert werden, werden sie "schnelle Atomstrahlen" genannt.
Fig. 5 zeigt ein Beispiel der Struktur einer Quelle für schnelle Atomstrahlen, wie sie im Dokument des Stands der Technik EP-A-0 531 949 offenbart ist, wobei die Quelle Argonatome mit einer kinetischen Energie von 0,5 bis 10 keV emittiert. Und zwar für herkömmliche Quellen von schnellen Atomstrahlen, die für die Erzeugung von schnellen Strahlen von Gasatomen konstruiert sind. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine zylindrische Kathode, 2 eine doughnutförmige bzw. ringförmige Anode, 3 eine Gleichstromhochspannungsleistungsversorgung (0,5 bis 10 kV), 4 eine Gasdüse, 5 Argongas, 6 Plasma, 7 schnelle Atome emittierende Löcher, und 8 einen schnellen Atomstrahl. Der Betrieb der herkömmlichen Quelle für schnelle Atomstrahlen ist wie folgt:
Die Bestandteile bzw. -elemente, mit Ausnahme der Gleichstromhochspannungsleistungsversorgung 3 und einem die Entladung stabilisierenden Widerstand (nicht gezeigt), sind in einem Vakuumbehälter (nicht gezeigt) eingebaut. Nachdem der Vakuumbehälter ausreichend evakuiert wurde, wird Argongas 5 in das Innere der zylindrischen Kathode 1 von der Gasdüse 4 aus injiziert. In der Zwischenzeit wird eine Gleichspannung zwischen der Anode 2 und der Kathode 1 von der Gleichstromhochspannungsleistungsversorgung 3 aus angelegt, und zwar auf eine solche Weise, daß die Anode 2 ein positives Potential besitzt und die Kathode 1 ein negatives Potential. Daraus folgt, daß eine elektrische Entladung zwischen der Kathode 1 und der Anode 2 auftritt zur Erzeugung eines Plasmas 6, wodurch Argonionen und -elektronen erzeugt werden. Während dieses Vorgangs werden Elektronen, die von einer Endstirnseite der zylindrischen Kathode 1 emittiert wurden, in Richtung der Anode 2 beschleunigt und gehen durch das Mittelloch in der Anode 2 hindurch, um die andere Endstirnseite der Kathode 1 zu erreichen. Die die zweite Endstirnseite erreichenden Elektronen verlieren ihre Geschwindigkeit. Dann werden die Elektronen (bzw. deren Richtung) umgedreht und in Richtung der Anode 2 beschleunigt, um nochmals durch das Mittelloch der Anode 2 hindurchzugehen, bevor sie die erste Endstirnseite der Kathode 1 erreichen. Eine solche wiederholte Bewegung der Elektronen bildet eine Hochfrequenzschwingung zwischen den zwei Endstirnseiten der zylindrischen Kathode 1 über die Anode 2 aus, und während sie diese wiederholte Bewegung ausführen, stoßen die Elektronen mit dem Argongas zusammen, um eine große Anzahl von Argonionen zu erzeugen.
Die auf diese Art produzierten Argonionen werden in Richtung einer jeden Endstirnseite der zylindrischen Kathode 1 beschleunigt, um eine ausreichend große kinetische Energie zu erreichen. Die erreichte kinetische Energie zu diesem Zeitpunkt ist beispielsweise ungefähr 1 keV, wenn die endladungserhaltende Spannung, die zwischen der Anode 2 und der Kathode 1 angelegt ist, 1 kV ist. Es existiert ein Umkehrpunkt, der mit einer Hochfrequenz schwingenden Elektronen in der Nähe einer jeden Endstirnseite 1a der zylindrischen Kathode 1. Dieser Punkt ist ein Raum bzw. Bereich, in dem eine große Anzahl von Elektronen mit niedriger Energie vorliegen. Argonionen wandeln sich in diesem Raum durch Zusammenstoß und Rekombination mit den Elektronen in Argonatome um. Beim Zusammenstoß zwischen den Ionen und den Elektronen liefern, da die Masse der Elektronen so viel kleiner als die der Argonionen ist, wodurch ihre Masse ignoriert werden kann, die Argonionen die kinetische Energie an die Atome, ohne einen wesentlichen Verlust beim Austausch der Ladung, womit schnelle Atome gebildet werden. Demgemäß ist die kinetische Energie der schnellen Atome ungefähr 1 keV. Die beschleunigten schnellen Atome werden in der Form eines schnellen Atomstrahls 8 zur Außenseite durch die Austrittslöcher bzw. Emittierungslöcher 7 emittiert, die in einer Endstirnseite 1a der zylindrischen Kathode 1 vorgesehen sind.
Die zuvor beschriebene herkömmliche Quelle für schnelle Atomstrahlen leidet jedoch unter einigen Problemen, die in der Folge beschrieben werden. Zum Erhöhen der Emissionsrate der schnellen Atomstrahlen muß im Stand der Technik die Entladungsspannung angehoben werden oder ein Magnet zusammen mit der beschriebenen Anordnung verwendet werden, oder der Druck des eingeführten Gases erhöht werden, und es kann nicht irgendein anderes Verfahren angewendet werden, das nicht in einem Anstieg der Energie des schnellen Atomstrahls resultiert, oder in einem Anstieg der Gesamtgröße der Vorrichtung, oder in einer Erweiterung des Energiebandes des schnellen Atomstrahls, usw.. Somit zieht der Stand der Technik viele Probleme und Schwierigkeiten bei der Verwendung nach sich.
Angesichts der zuvor beschriebenen Umstände ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Quelle für schnelle Atomstrahlen vorzusehen, welche in der Lage ist, effizient einen schnellen Atomstrahl mit niedriger Energie und hoher Teilchendichte bzw. einem hohen Teilchenfluß zu emittieren. Zur Erreichung des zuvor genannten Ziels sieht die vorliegende Erfindung Quellen für schnelle Atomstrahlen gemäß den Ansprüchen 1 oder 6 vor.
Im Betrieb wird eine Wechselspannung zwischen dem Paar von Elektroden angelegt, um eine elektrische Entladung zu induzieren und das Gas zu ionisieren, wodurch eine große Menge von Ionen und Elektronen zur Verfügung gestellt werden und die elektrische Entladung bei einer niedrigen Spannung beibehalten wird. Somit ist es möglich, einen schnellen Atomstrahl mit niedriger Energie zu emittieren.
Wenn zusätzlich ein magnetisches Feld im Teil der elektrischen Entladung vorgesehen wird, kann die Entladungsspannung weiter reduziert werden und ein Plasma mit hoher Dichte kann erzeugt werden.
Das zuvor genannte und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden sich besser verdeutlichen durch die folgende Beschrei bung bevorzugter Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung, in welcher gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente bezeichnen, wobei die Zeichnung zeigt:
Fig. 1 stellt die Struktur eines ersten Ausführungsbeispiels der Quelle für schnelle Atomstrahlen gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
Fig. 2 stellt die Struktur eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Quelle für schnelle Atomstrahlen gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
Fig. 3 stellt die Struktur eines dritten Ausführungsbeispiels einer Quelle für schnelle Atomstrahlen gemäß der vorliegenden Erfindung dar;
Fig. 4 stellt die Struktur eines vierten Ausführungsbeispiels einer Quelle für schnelle Atomstrahlen gemäß der vorliegenden Erfindung dar; und
Fig. 5 stellt die Struktur einer herkömmlichen Quelle für schnelle Atomstrahlen dar.
Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden in der Folge im Einzelnen unter Bezug auf die beigefügte Zeichnungen beschrieben.
Fig. 1 stellt die Struktur eines ersten Ausführungsbeispiels einer Quelle für schnelle Atomstrahlen gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In der Figur sind Bestandselemente mit den selben Funktionen wie jene des Stands der Technik, der in Fig. 5 gezeigt ist, mit den selben Bezugszeichen bezeichnet und die Beschreibung derselben wird übergangen. Unter Bezugnahme auf Fig. 1, welche ein erstes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung darstellt, besitzt eine plattenförmige Elektrode 21 Austrittslöcher bzw. Emittierungslöcher für schnelle Atome 7. Ein Paar von plattenförmigen Elektroden 22 und 28 sind so adaptiert, daß sie einen elektrischen Entladungsteil durch Anlegen einer Wechselspannung dazwischen ausbilden. Die plattenförmigen Elektroden 22 und 28 haben Verbindungslöcher 25 bzw. 26 für durchgehendes Gas 5 oder für Gas 5, welches sich in einem Plasmazustand befindet. Eine Hochfrequenzleistungsversorgung 24 (beispielsweise 13,56 MHz) ist mit den Elektroden 22 und 28 verbunden. Zusätzlich ist eine Gleichstromleistungsversorgung 29 zwischen den Elektroden 21 und 22 verbunden, so daß die Elektrode 21 als Kathode dient und die Elektrode 22 als Anode, wodurch ein Gleichstromentladungsteil zwischen den zwei Elektroden 21 und 22 ausgebildet ist. Ein Stabilisierungswiderstand 9 ist zur Stabilisierung eines elektrischen Entladezustands vorgesehen. Die plattenförmigen Elektroden 21, 22 und 28 sind in einem Quellengehäuse für schnelle Atomstrahlen 23 plaziert.
Wenn eine Spannung zwischen den Elektroden 22 und 28 von der Leistungsversorgung 24 aus angelegt wird, wird ein hochfrequentes elektrisches Feld erzeugt und die Elektronen des Gases 5 bewegen sich ansprechend auf den Wechsel des hochfrequenten elektrischen Feldes, jedoch können sich die Gasionen nicht ansprechend auf den Wechsel des hochfrequenten elektrischen Feldes bewegen, da ihre Masse relativ groß ist. Die Verwendung dieses Phänomens ermöglicht es, die Elektronentemperatur zu erhöhen und ein Plasma mit hoher Dichte 27 durch das hochfrequente elektrische Feld zu erzeugen.
Die Quelle für schnelle Atomstrahlen in diesem Ausführungsbeispiel wird wie folgt betrieben: Die Bestandelemente der Quelle für schnelle Atomstrahlen, mit Ausnahme der Hochfrequenzleistungsversorgung 24 und der Gleichstromleistungsversorgung 29, sind in einem Vakuumbehälter (nicht gezeigt) untergebracht. Nachdem der Vakuumbehälter ausreichend evakuiert wurde, wird Gas 5, beispielsweise Argon, in das Quellengehäuse für schnelle Atomstrahlen 23 durch die Gasdüse 4 eingeführt. Eine hochfrequente Spannung wird zwischen den Elektroden 22 und 28 angelegt, die den elektrischen Entladungsteil darstellen, und zwar durch die Hochfequentleistungsversorgung 24. Somit wird ein hochdichtes Plasma 27 bei einer niedrigen Spannung ausgebildet. Das hochdichte Plasma 27 fließt mit der Gasströmung 5 und wird in den Gleichstromentladungsteil eingeführt, der zwischen den Elektroden 21 und 22 ausgebildet ist, und zwar durch die Verbindungslöcher 25, wodurch das Induzieren einer Gleichstrom-elektrischen Entladung bei einer niedrigen Spannung ermöglicht wird. Daraus ergibt sich, daß das hochdichte Plasma 6 im Raum zwischen den Elektroden 21 und 22 erzeugt wird und Gasionen und -elektronen im hochdichten Plasma 6 produziert werden. Die Ionen werden in Richtung der Kathode 21 beschleunigt, um ihnen eine große Energie zu erteilen, und die Ionen verlieren ihre elektrischen Ladungen durch den Zusam menstoß mit den verbleibenden Gasteilchen in der Kathode 21 oder durch Rekombination mit den Elektronen, wodurch sie in schnelle Atome umgewandelt werden. Die schnellen Atome werden in der Form eines schnellen Atomstrahls 8 zur Außenseite von den Austrittslöchern für schnelle Atome 7 emittiert.
Fig. 2 stellt ein zweites Ausführungsbeispiel der Quelle für schnelle Atomstrahlen gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Das zweite Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom ersten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß die zwei Elektroden, die den Wechselstromentladungsteil ausbilden, nicht plattenförmige Elektroden sondern ringförmige Elektroden 22a und 28a sind. Die anderen Bestandelemente sind die selben wie jene des ersten Ausführungsbeispiels. Daher werden die selben oder entsprechende Bestandselemente mit den selben Bezugszeichen wie jene des ersten Ausführungsbeispiels bezeichnet und ihre Beschreibung wird weggelassen.
Die zuvor beschriebenen ringförmigen Elektroden 22a und 28a ermöglichen ebenso, daß das Gas 5 in einen Plasmazustand 27 bei einer niedrigen Spannung durch Anlegen einer hochfrequenten Spannung zwischen den zwei Elektroden 22a und 28a gebracht wird. Das Plasma 27 wird an den Gleichstromentladungsteil geliefert, der zwischen den Elektroden 21 und 22a definiert ist, wo das hochdichte Plasma 6 bei einer niedrigen Spannung ausgebildet wird, und ein schneller Atomstrahl 8 wird durch die Austrittslöcher für schnelle Atome 7 emittiert. Demgemäß ist es möglich, einen schnellen Atomstrahl 8 mit niedriger Energie auf dem selben Weg wie im ersten Ausführungsbeispiel zu erhalten.
Somit können die zwei Elektroden, die einen elektrischen Entladungsteil durch ein hochfrequentes elektrisches Feld ausbilden, entweder plattenförmige Elektroden 22 und 28 wie im ersten Ausführungsbeispiel, oder ringförmige Elektroden 22a und 28a, wie im zweiten Ausführungsbeispiel, sein. Es ist ebenso möglich, eine plattenförmige Elektrode als eine der zwei Elektroden zu verwenden, die einen elektrischen Entladungsteil durch ein hochfrequentes elektrisches Feld bilden, und eine ringförmige Elektrode als die andere Elektrode. Zusätzlich ist es nicht notwendig, die Elektrodenstruktur auf ringförmig oder plattenförmig einzuschränken. Jegliche Art einer Elektrodenstruktur kann angewendet werden, solange das Gas 5 oder das Plasma hindurchgehen kann.
Fig. 3 stellt die Struktur eines dritten Ausführungsbeispiels einer Quelle für schnelle Atomstrahlen gemäß der vorliegenden Erfindung dar. In der Figur sind Bestandselemente mit den selben Funktionen wie die des Stands der Technik, der in Fig. 5 gezeigt ist, mit den selben Bezugszeichen bezeichnet und ihre Beschreibung wird weggelassen. In Fig. 3 bezeichnet das Bezugszeichen 21 eine plattenförmige Kathode, 22 eine plattenförmige Anode und 24 eine Hochfrequenzleistungsversorgung (beispielsweise 13,56 MHz). Die Hochfrequenzleistungsversorgung 24 legt eine hochfrequente Spannung zwischen den Elektroden 21 und 22 an, wodurch eine elektrische Entladung bei niedriger Spannung erreicht wird.
Wenn ein hochfrequentes elektrisches Feld erzeugt wird, bewegen sich die Elektronen ansprechend auf den Wechsel des hochfrequenten elektrischen Feldes, jedoch die Ionen können sich nicht ansprechend auf den Wechsel des hochfrequenten elektrischen Feldes bewegen, weil sie eine relativ große Masse besitzen. Die Verwendung dieses Phänomens ermöglicht das Anheben der Elektronentemperatur und erzeugt ein hochdichtes Plasma bei niedriger Spannung.
Der Betrieb des dritten Ausführungsbeispiels ist wie folgt: Die Bestandselemente der Quelle für schnelle Atomstrahlen, mit Ausnahme der Hochfrequenzleistungsversorgung 24, sind in einem Vakuumbehälter (nicht gezeigt) untergebracht. Nachdem der Vakuumbehälter ausreichend evakuiert wurde, wird Gas 5, beispielsweise Argon, eingeführt. Eine Hochfrequenzspannung wird zwischen den Elektroden 21 und 22 angelegt, welche einen elektrischen Entladungsteil konstituieren, und zwar durch die Hochfrequenzleistungsversorgung 24. Somit wird ein hochdichtes Plasma bei niedriger Spannung aus gebildet. Gasionen und -elektronen werden im hochdichten Plasma erzeugt. Die Ionen werden in Richtung der Kathode 21 beschleunigt, um ihnen eine große Energie zu erteilen, und die Ionen verlieren ihre elektrischen Ladungen durch Zusammenstoß mit den verbleibenden Gasteilchen in der Kathode 21 oder durch Rekombination mit den Elektronen, wodurch sie in schnelle Atome umgewandelt werden. Die schnellen Atome werden in der Form eines schnellen Atomstrahls 8 zur Außenseite durch die Austrittslöcher 7 für schnelle Atome emittiert.
Fig. 4 stellt ein viertes Ausführungsbeispiel einer Quelle für schnelle Atomstrahlen gemäß der vorliegenden Erfindung dar. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich vom dritten Ausführungsbeispiel dahingehend, daß die Anode 22a nicht eine plattenförmige Elektrode sondern eine ringförmige Elektrode ist. Die anderen Bestandselemente sind die gleichen wie im dritten Ausführungsbeispiel. Daher sind die gleichen oder entsprechende Bestandselemente mit den gleichen Bezugszeichen wie die in dem dritten Ausführungsbeispiel bezeichnet und ihre Beschreibung ist weggelassen.
Wie zuvor beschrieben, wird die im Gas 5 induzierte elektrische Entladung leicht beibehalten, sogar bei einer niedrigen Spannung, und zwar durch die Hochfrequenzspannung, die zwischen den Elektroden 21 und 22a angelegt ist, wodurch das Erhalten eines schnellen Atomstrahls 8 mit niedriger Energie auf die selbe Weise wie zuvor ermöglicht wird.
Es sei bemerkt, daß das hochdichte Plasma ähnlich im Raum zwischen den zwei Elektroden erzeugt werden kann, und zwar nicht nur durch eine durch eine Hochfrequenzspannung induzierte elektrische Entladung, wie in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen, sondern auch durch die Anwendung einer gepulsten Spannung oder einer niedrigfrequenten Wechselspannung. Durch Anlegen einer Wechselspannung an den elektrischen Entladungsteil werden die Ionen und Elektronen, die im Raum zwischen den Elektroden verbleiben, durch die wiederholt angelegte Spannung beschleunigt und stoßen mit dem Gas und den Elektroden zusammen. Somit wird die Emission von Sekundärelektronen verstärkt und die Entladungsspannung kann erniedrigt werden.
Wenn ein magnetisches Feld vorgesehen ist, ist es möglich, eine weitere Erniedrigung der Entladungsspannung und die Ausbildung eines hochdichten Plasmas zu erreichen. Ein longitudinales bzw. längsgerichtetes magnetisches Feld hat magnetische Kraftlinien, die senkrecht zu den Elektrodenoberflächen in den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 4 liegen. Das longitudinale magnetische Feld kann beispielsweise durch Anregung einer Spule ausgebildet werden, die um das Quellengehäuse für schnelle Atomstrahlen 23 gewikkelt ist. Im Fall eines lateralen magnetischen Feldes liegen die magnetischen Kraftlinien parallel zu den Elektrodenoberflächen. Das laterale magnetische Feld kann beispielsweise durch Anordnen des N- und S-Pols von Permanentmagneten auf eine solche Art ausgebildet werden, daß sie zueinander hinweisen über das Quellengehäuse für schnelle Atomstrahlen 23 hinweg. Im Fall eines Magnetfelds mit mehreren Polen bzw. eines Multipolmagnetfeldes, werden die Magnetfelder um imaginäre Stangen herum erzeugt, von welchen angenommen wird, daß sie um den äußeren Umfang des elektrischen Entladungsteils herum vorliegen.
Jedes der longitudinalen, lateralen und Multipolmagnetfeldern aktiviert die Bewegung der Elektronen und Ionen im elektrischen Entladungsteil (zwischen den Elektroden) und erhöht die Anzahl der Zusammenstoßereignisse mit dem Gas, wodurch es ermöglicht wird, die Entladungsspannung weiter zu erniedrigen und ein hochdichtes Plasma zu erzeugen.
Die Quelle für schnelle Atomstrahlen, die eine Wechselspannung gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet, ermöglicht es, die Entladungsspannung zu erniedrigen und einen schnellen Atomstrahl mit niedriger Energie im Vergleich zur herkömmlichen Quelle für schnelle Atomstrahlen zu emittieren, welche nur eine Gleichspannung verwendet. Zusätzlich ist es möglich, die Störung und Gasverunreinigungen im elektrischen Entladungsteil zu minimieren, und zwar im Vergleich beispielsweise mit der thermischen Elektronenemission, die durch die Verwendung eines Filaments bewirkt wird.
Ein Teilchenstrahl mit niedriger Energie kann die Oberfläche eines Festkörpers bearbeiten oder sie ohne das Hervorrufen von ernsthaften Beschädigungen bezüglich dem Festkörpermaterial modifizieren, wenn er auf dieses auftrifft, und er kann vorteilhaft für die Feinmusterverarbeitung von Halbleitern, für analytische Zwecke, usw. verwendet werden. Insbesondere, da der schnelle Atomstrahl elektrisch neutral ist, kann er nicht nur bei Metallen und Halbleitern verwendet werden, sondern ebenso bei Isolatoren wie beispielsweise Plastikmaterialien, keramischen Materialien usw., auf welche eine lonenstrahltechnik nicht wirksam angewendet werden kann.
Auch wenn die vorliegende Erfindung durch spezifische Begriffsbildung beschrieben wurde, sei bemerkt, daß die beschriebenen Ausführungsbeispiele nicht notwendigerweise ausschließend sind und daß verschiedene Veränderungen und Modifikationen darauf angewendet werden können, ohne vom Umfang der Erfindung abzuweichen, die einzig durch die angefügten Ansprüche eingeschränkt ist.
Für eine Zusammenfassung bezieht sich die Erfindung im wesentlichen auf eine Quelle für einen schnellen Atomstrahl, die eine Kathode mit Austrittslöchern, eine Kombination einer Entladungskathode und einer Entladungsanode und einen Gaseinlaß zum Einführen von Gas in einen elektrischen Entladungsteil umfaßt, wobei eine Spannung angelegt wird, wodurch die lonisation des Gases zur Erzeugung von Plasma vorangetrieben wird.

Claims

1. Quelle für schnelle Atomstrahlen, wobei folgendes vorgesehen ist: eine plattenförmige Beschleunigungskathode (21) mit einer Vielzahl von Emittierlöchern (7), eine Kombination aus einer Entladekathode (28, 28a) und einer Entladeanode (22, 22a), die in Serie mit vorbestimmten Abständen jeweils bezüglich der Beschleunigungskathode (21) angeordnet sind, um einen elektrischen Entladungsteil zu bilden, eine zwischen die Beschleunigungskathode (21) und die Entladungsanode (22, 22a) geschaltete Gleichstromleistungsversorgung (29), eine Leistungsversorgung (24), die zwischen Entladekathode und Entladeanode eine Wechselspannung anlegt, und einen Gaseinlaßteil (4) zum Einführen eines Gases (5) in den elektrischen Entladungsteil, wobei die Beschleunigungskathode (21), die Entladungskathode (28, 28a) und die Entladungsanode (22, 22a) in einem Vakuumbehälter derart untergebracht sind, daß das Gas zur Erzeugung eines Plasmas (27) ionisiert wird, und zwar durch eine elektrische Entladung induziert zwischen der Entladekathode und der Entladeanode, wodurch Gasionen und Elektronen erzeugt werden, und daß die Ionen beschleunigt und rekombiniert mit den Elektronen in schnelle Atome (8) werden, wobei die schnellen Atome (8) aus dem Emittierlöchern (7) emittiert werden.

2. Quelle für schnelle Atomstrahlen flach Anspruch 1, wobei die Entladekathode oder -anode eine plattenförmige Elektrode (22, 28) ist mit einer Vielzahl von Verbindungslöchern (25, 26).

3. Quelle für schnelle Atomstrahlen nach Anspruch 1, wobei ein Magnetfeld in dem elektrischen Entladungsteil angeordnet ist, um die Bewegung der Elektronen und Ionen zu aktivieren, wodurch die lonisation des Gases zu Erzeugung von Plasma (27) gefördert wird.

4. Quelle für schnelle Atomstrahlen nach Anspruch 1, wobei die Wechselspannung eine Hochfrequenzspannung ist, und zwar zur Erzeugung eines Hochfrequenz elektrischen Feldes, welches eine Frequenz besitzt, bei der die Gaselektronen sich ansprechend auf eine elektrische Feldänderung bewegen können, wobei aber die Gasionen sich in Folge der Änderung des elektrischen Feldes nicht bewegen können.

5. Quelle für schnelle Atomstrahlen nach Anspruch 4, wobei das in den elektrischen Entladungsteil eingeführte Gas Argon ist, und wobei die Frequenz des elektrischen Hochfrequenzfefdes ungefähr 13,56 MHz ist.

6. Quelle für schnelle Atomstrahlen mit einer plattenförmigen Beschleunigungskathode (21) mit einer Vielzahl von Emittierlöchern (7), einer Anode (22, 22a), angeordnet mit einem vorbestimmten Abstand gegenüber der Beschleunigungskathode (21), wobei die Beschleunigungskathode (21) und die Anode in einem Vakuumbehälter untergebracht sind und ferner mit einer Leistungsversorgung (24), die eine Wechselspannung zwischen der Beschleunigungskathode (21) und der Anode anlegt, und ferner mit einer Gaseinlaßöffnung (4) zum Einführen eines Gases (5) in einen Raum zwischen der Beschleunigungskathode (21) und der Anode (22, 22a) derart, daß das Gas zur Erzeugung eines Plasmas (6) ionisiert wird, und zwar durch elektrische Entladung induziert zwischen der Beschleunigungsentladungskathode (21) und der Anode (22, 22a), wodurch Gasionen und Elektronen erzeugt werden, und daß die Ionen ferner beschleunigt und rekombiniert werden, und zwar mit Elektronen in schnelle Atomen (8), die aus den Emittierlöchern (7) emittiert werden.

7. Quelle für schnelle Atomstrahlen nach Anspruch 6, wobei die Anode (22) eine plattenförmige Elektrode mit einer Vielzahl von Verbindungslöchern (25) ist.

8. Quelle für schnelle Atomstrahlen nach Anspruch 6, wobei ein Magnetfeld zwischen der Kathode (21) und der Anode (22, 22a) angeordnet ist, um die Bewegung der Elektronen und Ionen zu aktivieren, wodurch die Ionisation des Gases zur Erzeugung eines Plasmas (6) gefördert wird.

9. Quelle für schnelle Atomstrahlen nach Anspruch 6, wobei die Wechselspannung eine Hochfrequenzspannung ist, und zwar zur Erzeugung eines hochfrequenten elektrischen Feldes, welches eine Frequenz besitzt, bei der die Gaselektronen sich ansprechend auf eine elektrische Feldänderung bewegen können, während die Gasionen sich nicht ansprechend auf eine Änderung des elektrischen Feldes bewegen können.

10. Quelle für schnelle Atomstrahlen nach Anspruch 9, wobei das Gas, das in den Raum zwischen der Kathode (21) und der Anode (22, 22a) eingeführt wird, Argon ist, und wobei die Frequenz des elektrischen Hochfrequenzfeldes ungefähr 13,56 MHz beträgt.