JP2706861B2 - Cluster generator - Google Patents
Cluster generatorInfo
- Publication number
- JP2706861B2 JP2706861B2 JP3206418A JP20641891A JP2706861B2 JP 2706861 B2 JP2706861 B2 JP 2706861B2 JP 3206418 A JP3206418 A JP 3206418A JP 20641891 A JP20641891 A JP 20641891A JP 2706861 B2 JP2706861 B2 JP 2706861B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sample
- cluster
- generation chamber
- gas
- chamber
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、金属等のクラスターを
連続的に生成する装置に関するものである。更に詳しく
述べると、蒸発源としてレーザを使用し、キャリアガス
及び反応ガスを供給して蒸発試料と共にスキマーから噴
出させ、断熱膨張による凝縮現象を利用してクラスター
を生成する装置に関するものである。本装置は各種材料
の薄膜形成などに利用できる。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for continuously forming clusters of metal or the like. More specifically, the present invention relates to an apparatus that uses a laser as an evaporation source, supplies a carrier gas and a reaction gas, ejects the carrier gas and a reaction gas from a skimmer together with an evaporation sample, and generates a cluster using a condensation phenomenon due to adiabatic expansion. This apparatus can be used for forming thin films of various materials.
【０００２】[0002]
【従来の技術】原子あるいは分子が数〜千個程度凝集し
たものはクラスターと呼ばれている。このクラスター
は、それを形成している原子の数が少ないため、その殆
どが表面原子である。そのため一般のバルク材料では得
ることができなかった優れた物理的並びに化学的特性を
有することが分かってきた。このような特徴により、ク
ラスターは多くの技術分野での応用が期待されている。2. Description of the Related Art A cluster of several to 1,000 atoms or molecules is called a cluster. Since this cluster has a small number of atoms forming it, most of them are surface atoms. Therefore, it has been found that the material has excellent physical and chemical properties that cannot be obtained with a general bulk material. Due to such characteristics, clusters are expected to be applied in many technical fields.
【０００３】従来、金属クラスターを生成する代表的な
技術としては、ルツボ容器に原料物質を封じて加熱する
ことにより、金属蒸気ビームを得る方法がある。これに
よって中性のクラスターが得られる。例えば、このクラ
スターを加速蒸着させる場合には、電子ビームあるいは
レーザビームを照射してイオン化する。Conventionally, as a typical technique for forming a metal cluster, there is a method of obtaining a metal vapor beam by sealing a raw material in a crucible container and heating the material. This gives a neutral cluster. For example, when accelerating the cluster, the cluster is irradiated with an electron beam or a laser beam to be ionized.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記のように
ルツボを加熱して金属クラスターを生成する従来技術で
は、高融点材料を使い難いこと、装置の保守に手間がか
かること、更にルツボ内壁からの不純物の混入を防止で
きないこと、などの欠点があった。However, in the prior art of heating a crucible to form a metal cluster as described above, it is difficult to use a high melting point material, it takes a lot of time to maintain the apparatus, and furthermore, it is difficult to use a high melting point material. Disadvantageously that contamination of impurities cannot be prevented.
【０００５】また前述したように、生成するクラスター
は中性であるため、それに電子ビームやレーザビームを
照射してイオン化する必要があった。更に、生成される
クラスターの大きさについては、何ら制御することも確
証することもできないという課題も残されていた。As described above, since the generated cluster is neutral, it has been necessary to irradiate it with an electron beam or a laser beam to ionize it. Furthermore, there remains a problem that the size of the generated cluster cannot be controlled or confirmed at all.
【０００６】本発明の目的は、上記のような従来技術の
欠点を解消し、任意の原料物質を使用でき、不純物の混
入がなく高純度のクラスターを生成できる装置を提供す
ることである。本発明の他の目的は、発生するクラスタ
ーの大きさを制御でき、任意の大きさのクラスターを連
続的に生成でき、また大きさを確証できる装置を提供す
ることである。[0006] An object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks of the prior art, and to provide an apparatus which can use any starting material and can produce high-purity clusters without contamination of impurities. Another object of the present invention is to provide an apparatus capable of controlling the size of generated clusters, continuously generating clusters of any size, and verifying the size.
【０００７】[0007]
【課題を解決するための手段】本発明は、図１の原理説
明図に示すように、共に排気系を接続した試料蒸気発生
室１０とクラスター生成室３０とをスキマー４０を介し
て連結した構造をもつクラスター生成装置である。前記
試料蒸気発生室１０は、試料ロッド１４を前進回転自在
に支持する前進回転駆動機構１５と、該試料ロッド表面
へのレーザビーム１６照射により試料を蒸発させるため
のレーザ照射窓１７と、キャリアガス及び反応ガスを流
入させるガス供給系１８を具備している。そして前記試
料蒸気発生室１０で生じる試料蒸気とキャリアガス及び
反応性ガスを、前記スキマー４０を通してクラスター生
成室３０へ噴出させ、その際の断熱膨張を利用してクラ
スターを生成させるように構成している。The present invention has a structure in which a sample vapor generation chamber 10 and a cluster generation chamber 30 both connected to an exhaust system are connected via a skimmer 40, as shown in the principle explanatory diagram of FIG. Is a cluster generation device having The sample vapor generation chamber 10 includes a forward rotation driving mechanism 15 that supports the sample rod 14 to be rotatable forward, a laser irradiation window 17 for evaporating the sample by irradiating the surface of the sample rod with a laser beam 16, and a carrier gas. And a gas supply system 18 through which a reaction gas flows. Then, the sample vapor generated in the sample vapor generation chamber 10, the carrier gas and the reactive gas are ejected to the cluster generation chamber 30 through the skimmer 40, and the cluster is generated by utilizing the adiabatic expansion at that time. I have.
【０００８】ここで試料ロッド１４の回転駆動機構１５
は、前進を制御するサーボモータと回転を制御するステ
ッピングモータとを備えた構造とし、前進はベローを、
回転はＯリングシールをそれぞれ使用して真空気密性を
確保し、該ステッピングモータは試料を蒸発させるため
のパルスレーザの一定回数の発振パルスと同期して試料
ロッド１４を回転させるように制御して、その間の試料
蒸気発生条件を同一にすることが好ましい。また試料ロ
ッド１４はレーザビーム１６に対して約４５度傾いてい
ることが最適である。Here, the rotation drive mechanism 15 for the sample rod 14
Has a structure that includes a servo motor that controls forward movement and a stepping motor that controls rotation.
The rotation is performed by using an O-ring seal to ensure vacuum tightness, and the stepping motor is controlled to rotate the sample rod 14 in synchronization with a fixed number of oscillation pulses of a pulse laser for evaporating the sample. It is preferable that the sample vapor generation conditions during that period be the same. Optimally, the sample rod 14 is inclined about 45 degrees with respect to the laser beam 16.
【０００９】このような装置全体は、好ましくは横型の
ガスフローチューブ構造とする。ガスを差動排気する
（ガスを一方から流しながら、他方から真空引きする）
には、流動方向を横方向にするのが最も簡単な構造にで
きるし、各種機器の配置に都合がいいからである。クラ
スター生成室３０内にはマスフィルタ３４を設置する。
更に、クラスター生成室３０の下流側に、排気系を接続
した質量分析室５０を、後段のスキマー６０を介して連
結し、該質量分析室５０に質量分析器を設けるのがよ
い。[0009] The entire device is preferably of a horizontal gas flow tube structure. Exhaust gas differentially (while gas is flowing from one side, vacuum is drawn from the other)
In this case, it is possible to make the structure in which the flow direction is the horizontal direction, and it is convenient for the arrangement of various devices. A mass filter 34 is provided in the cluster generation chamber 30.
Further, a mass spectrometry chamber 50 to which an exhaust system is connected is connected to a downstream side of the cluster generation chamber 30 via a skimmer 60 at a later stage, and a mass spectrometer is preferably provided in the mass spectrometry chamber 50.
【００１０】キャリアガスとしては、断熱膨張による冷
却を考慮してヘリウムガスやアルゴンガスが最良であ
る。またクラスターを作るための反応性ガスとしては、
水素、重水素がよい。As a carrier gas, helium gas or argon gas is best in consideration of cooling by adiabatic expansion. In addition, as a reactive gas for forming clusters,
Hydrogen and deuterium are good.
【００１１】[0011]
【作用】レーザビームを集光して試料ロッドに照射する
と、試料が加熱され蒸発して高温のプラズマができる。
このプラズマを冷却するためキャリアガスを流し、クラ
スターを作るため反応性ガスを流す。前記試料蒸気を、
キャリアガス及び反応性ガスと共に圧力差を利用してス
キマーから噴出させると、ガススプレーのように超高速
ジェットとなって噴出する。この噴出時に、断熱膨張が
生じ、それら混合ガスは冷却され、凝縮現象により様々
なクラスターが生成し、このクラスターは冷却用のキャ
リアガスと衝突を繰り返して冷却され安定化する。本発
明ではプラズマが生成するため、イオンクラスタービー
ムと中性クラスタービームの両方が生じる。When a laser beam is condensed and irradiated on a sample rod, the sample is heated and evaporated to produce high-temperature plasma.
A carrier gas flows to cool the plasma, and a reactive gas flows to form clusters. The sample vapor is
When the gas is ejected from the skimmer using the pressure difference together with the carrier gas and the reactive gas, it is ejected as an ultra-high-speed jet like a gas spray. At the time of this jetting, adiabatic expansion occurs, the mixed gas is cooled, and various clusters are generated by the condensation phenomenon, and the clusters are repeatedly cooled and stabilized by repeatedly colliding with a carrier gas for cooling. In the present invention, since the plasma is generated, both an ion cluster beam and a neutral cluster beam are generated.
【００１２】マスフィルタは、クラスター生成室で生じ
るクラスターのうち、任意の大きさのクラスターのみを
取り出す制御を可能とする。質量分析器を設けると、マ
スフィルタ通過後のクラスターサイズについて確認する
ことができる。[0012] The mass filter enables control of extracting only clusters of an arbitrary size from clusters generated in the cluster generation chamber. If a mass analyzer is provided, the cluster size after passing through the mass filter can be confirmed.
【００１３】[0013]
【実施例】図２に本発明に係るクラスター生成装置の平
面図を示し、図３にその正面図を示す。このクラスター
生成装置は、横型フローチューブ構造をなし、２段のス
キマーにより圧力差を設けた３室から構成される。それ
らはガスフローの上流側から順に、試料蒸気発生室１
０、クラスター生成室３０、質量分析室５０である。各
室の直下にはゲート弁を介して直接排気ポンプ１２，３
２，５２を接続する。試料蒸気発生室１０には毎秒１０
００リットル以上の排気量のロータリポンプと分子ポン
プを組み合わせたものを使用し、クラスター生成室３０
及び質量分析室５０にはそれぞれ毎秒４００リットル以
上の排気量の拡散ポンプあるいはターボ分子ポンプを用
いる。ここで横型フローチューブ構造としたのは、ガス
を差動排気する（一方からガスを流しながら他方から真
空引きする）には流動方向を横方向にするのが最も簡単
にできるし、質量分析やレーザビーム照射などを考慮す
ると横型が優れているためである。FIG. 2 is a plan view of a cluster generating apparatus according to the present invention, and FIG. 3 is a front view thereof. This cluster generation device has a horizontal flow tube structure and is composed of three chambers provided with a pressure difference by two-stage skimmers. They are arranged in order from the upstream side of the gas flow,
0, a cluster generation chamber 30, and a mass spectrometry chamber 50. Exhaust pumps 12, 3 are directly under each chamber via gate valves.
2 and 52 are connected. The sample vapor generation chamber 10 has 10
Using a combination of a rotary pump and a molecular pump with a displacement of 00 liters or more, the cluster generation chamber 30
For the mass spectrometry chamber 50, a diffusion pump or a turbo molecular pump having an exhaust volume of 400 liters or more per second is used. Here, the horizontal flow tube structure is adopted because the gas can be differentially evacuated (gas is evacuated from one side and vacuum is drawn from the other side) because the flow direction can be set to the horizontal direction. This is because the horizontal type is excellent in consideration of laser beam irradiation and the like.
【００１４】試料蒸気発生室１０とその直下の排気ポン
プ１２との間には、開閉度を制御できるオリフィスを設
置する。これはクラスター生成の重要な因子である試料
蒸気発生室１０の圧力を任意に変化させることができる
ようにするためである。前段のスキマー径は０．５mmφ
以下、後段のスキマー径は１．０mmφ以下とする。前段
のスキマーは、断熱膨張を利用して、混合ガス（試料蒸
気、反応性ガス及びキャリアガス）を冷却し、凝縮現象
によりクラスターを生成させるためのものである。また
試料蒸気発生室１０の圧力値と前段のスキマー径の値を
相互に変化させることにより、クラスター生成室３０の
流れを分子流とする。一方、後段のスキマーは質量分析
室５０の圧力を〜１０-7Torrに保持し、質量分析器の作
動領域とするためと、マスフィルタの仕切り板の役目を
果たす。これらスキマーは、実際にはＸ−Ｙ駆動機構に
よってガス流れ方向に対して垂直な２方向に自由に移動
でき位置決めできるように構成してある。An orifice capable of controlling the degree of opening and closing is provided between the sample vapor generation chamber 10 and the exhaust pump 12 immediately below the chamber. This is to make it possible to arbitrarily change the pressure in the sample vapor generation chamber 10, which is an important factor for cluster generation. The skimmer diameter at the front stage is 0.5mmφ
Hereinafter, the diameter of the skimmer in the subsequent stage is 1.0 mmφ or less. The former skimmer cools a mixed gas (a sample vapor, a reactive gas, and a carrier gas) by utilizing adiabatic expansion and generates a cluster by a condensation phenomenon. Further, by changing the pressure value of the sample vapor generation chamber 10 and the value of the skimmer diameter at the preceding stage mutually, the flow of the cluster generation chamber 30 becomes a molecular flow. On the other hand, the skimmer in the latter stage serves as a partition plate of the mass filter for maintaining the pressure in the mass spectrometry chamber 50 at -10 -7 Torr and as an operating region of the mass spectrometer. In practice, these skimmers are configured to be freely movable and positionable in two directions perpendicular to the gas flow direction by an XY drive mechanism.
【００１５】この装置により、流量６０００sccm（弁開
度１００％）以上の条件で、試料蒸気発生室１０の圧力
０．９００Torr、クラスター生成室３０の圧力４．８×
１０-4Torr、質量分析室５０の圧力３．４×１０-7Torr
を得ることができる。また試料蒸気発生室１０の圧力は
０〜３．０Torrまで変化させることができる。With this apparatus, the pressure of the sample vapor generation chamber 10 is 0.900 Torr and the pressure of the cluster generation chamber 30 is 4.8 × at a flow rate of 6000 sccm (valve opening 100%) or more.
10 -4 Torr, pressure of mass spectrometry chamber 50 3.4 × 10 -7 Torr
Can be obtained. The pressure of the sample vapor generation chamber 10 can be changed from 0 to 3.0 Torr.
【００１６】ここで試料蒸気発生室１０の先端（図面上
では左端）はキャリアガスと反応性ガスの流入口１９に
なっている。そして試料蒸気発生室１０の一側面のフロ
ー方向に対して斜め前方に試料ロッドの前進回転駆動機
構１５が装着されており、また試料蒸気発生室１０の反
対側の側面にはレーザビームの照射窓１７が設けられて
いる。これによって、挿入される試料ロッドに対してレ
ーザビームが約４５度の角度で照射する。試料ロッドの
前進回転駆動機構１５は、前進をサーボモータで、回転
をステッピングモータで駆動するように構成し、ステッ
ピングモータについてはパルスレーザの一定回数の発振
パルスと同期させて、その間の試料蒸気発生条件を同一
にできるようになっている。また真空気密性について
は、前進はベローを利用し、回転はＯリングシールを使
用して確保している。Here, the tip (left end in the drawing) of the sample vapor generation chamber 10 is an inlet 19 for a carrier gas and a reactive gas. A sample rod forward rotation drive mechanism 15 is mounted obliquely forward with respect to the flow direction on one side of the sample vapor generation chamber 10, and a laser beam irradiation window is provided on the opposite side of the sample vapor generation chamber 10. 17 are provided. As a result, the laser beam irradiates the inserted sample rod at an angle of about 45 degrees. The forward rotation drive mechanism 15 of the sample rod is configured to drive forward by a servo motor and drive the rotation by a stepping motor. The stepping motor is synchronized with a certain number of oscillation pulses of a pulse laser to generate sample vapor during the step. The conditions can be made the same. As for the vacuum tightness, the bellows are used for the advance and the rotation is secured by using the O-ring seal.
【００１７】次にクラスター生成室３０内には、マスフ
ィルタとしてウィーンフィルタが内蔵されている。この
ウィーンフィルタは、各々２枚の電極板と磁石から構成
されており、電場と磁場を垂直方向に負荷し、両方の場
からの力が等しくなる質量のクラスターイオンのみ直進
し後段のスキマーを通過するが、他は発散して後段のス
キマーで取り除かれる。ウィーンフィルタを用いている
のは、とりわけ大きさが小さくても済むこと、直線的ラ
インシステムに適しているためである。Next, a Wien filter is built in the cluster generation chamber 30 as a mass filter. This Wien filter is composed of two electrode plates and a magnet, respectively, applies an electric field and a magnetic field in the vertical direction, and moves only the cluster ions with the masses that equalize the force from both fields to pass straight through the subsequent skimmer However, others diverge and are removed by subsequent skimmers. The Wien filter is used because it is particularly small in size and suitable for linear line systems.
【００１８】質量分析室５０には、質量分析器５４（四
重極質量分析器又は飛行時間型質量分析器）が設けられ
ており、マスフィルタ通過後のクラスターサイズについ
て確認することができる。また、これによって必要とす
る大きさのクラスターを得るためのキャリアガスと反応
性ガスの比率と圧力などの最適条件を見出すことができ
る。The mass spectrometry chamber 50 is provided with a mass spectrometer 54 (quadrupole mass spectrometer or time-of-flight mass spectrometer) so that the cluster size after passing through the mass filter can be checked. In addition, the optimum conditions such as the ratio and pressure of the carrier gas and the reactive gas for obtaining the required size cluster can be found.
【００１９】本装置の操作手順は以下の通りである。予
め１０-2Torr程度まで真空引きした試料蒸気発生室１０
の三頭部の一端より試料ロッドを前進回転させながら挿
入する。次にその試料ロッドに向けてレーザ照射窓１７
を通して集光したレーザビームを照射し、部分的プラズ
マ状態を生成させると共に、試料蒸気を発生させる。そ
の際、キャリアガスと反応性ガスを系内に流入させて、
試料蒸気と混合した状態で前段のスキマーよりクラスタ
ー生成室３０内に噴出させクラスターを生成させる。パ
ルスレーザとしては例えばエキシマレーザ５０〜１００
mJ（１００Hz）を用い、キャリアガス及びその流量はＨ
ｅ〜３０００sccmまたはＡｒ〜５０００sccm、反応性ガ
スはＨ2 でその流量はキャリアガスの１０〜２０％であ
る。The operation procedure of the present apparatus is as follows. A sample vapor generation chamber 10 that has been evacuated to about 10 -2 Torr in advance.
Insert the sample rod from one end of the three heads while rotating the sample rod forward. Next, the laser irradiation window 17 is directed toward the sample rod.
Is irradiated with a laser beam condensed through the laser beam to generate a partial plasma state and generate a sample vapor. At that time, the carrier gas and the reactive gas flow into the system,
In a state mixed with the sample vapor, the mixture is ejected from the preceding skimmer into the cluster generation chamber 30 to generate clusters. As the pulse laser, for example, excimer lasers 50 to 100
mJ (100 Hz) and the carrier gas and its flow rate are H
e~3000sccm or Ar～5000sccm, reactive gas flow rate thereof with H 2 are from 10 to 20% of the carrier gas.
【００２０】クラスターの生成確認は質量分析器５４に
より行う。キャリアガスと反応性ガスの比率、流量、圧
力と、試料蒸気発生室の圧力、前段のスキマーを相互に
変化させて、必要とするサイズのクラスター量が最大と
なる条件を、質量分析器５４の値を見ながら決定する。
そしてウィーンフィルタの電場と磁場の値を、やはり質
量分析器５４の値を参考にして調整し、必要とする大き
さのクラスターのみを連続的に生成する。The confirmation of cluster generation is performed by the mass analyzer 54. By changing the ratio, flow rate, and pressure of the carrier gas and the reactive gas, the pressure of the sample vapor generation chamber, and the skimmer in the preceding stage to each other, the conditions under which the amount of clusters of the required size is maximized are determined by the mass analyzer 54. Determine while looking at the value.
Then, the values of the electric field and the magnetic field of the Wien filter are adjusted with reference to the value of the mass analyzer 54 as well, and only clusters of a required size are continuously generated.
【００２１】以上、本発明の好ましい一実施例について
説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
試料ロッドとレーザビームとの位置関係、それらとガス
流れ方向との関係、各室の配置、マスフィルタの形式、
その他、用途や要求に応じて適宜変更できる。Although the preferred embodiment of the present invention has been described above, the present invention is not limited to this.
The positional relationship between the sample rod and the laser beam, their relationship with the gas flow direction, the arrangement of each chamber, the type of mass filter,
In addition, it can be changed as appropriate according to the application and demand.
【００２２】[0022]
【発明の効果】本発明は、試料ロッド表面にレーザビー
ムを集中照射することにより試料蒸気を発生させる方式
であるため、試料の種類によらず、即ち金属でも酸化物
でも可能であり、高融点材料でもよく、且つ高純度の試
料蒸気を得ることができる。またレーザビーム照射でプ
ラズマを生成するため、イオンクラスタービームと中性
クラスタービームの両方を同時に生成することができ
る。According to the present invention, since the sample vapor is generated by intensively irradiating the surface of the sample rod with a laser beam, it is possible to use either a metal or an oxide regardless of the type of the sample. The material may be used, and a highly pure sample vapor can be obtained. In addition, since plasma is generated by laser beam irradiation, both an ion cluster beam and a neutral cluster beam can be simultaneously generated.
【００２３】クラスター生成室内にマスフィルタと質量
分析器を内蔵させることにより、任意のサイズのクラス
ターを連続的に生成することが可能となる。ガス下流側
に更に質量分析室を設けて質量分析器を設置すると、そ
れによってクラスターサイズを確認でき、その情報に応
じてガス流量や圧力、スキマー径などを調整すること
で、任意のサイズのクラスター生成の最適条件を把握で
き、効率良く所望のクラスタービームを取り出すことが
可能となる。By incorporating a mass filter and a mass analyzer in the cluster generation chamber, it is possible to continuously generate clusters of an arbitrary size. If a mass spectrometer is further installed on the downstream side of the gas and a mass spectrometer is installed, the cluster size can be confirmed by that.By adjusting the gas flow rate, pressure, skimmer diameter, etc. according to the information, the cluster of any size can be adjusted. The optimum conditions for generation can be grasped, and a desired cluster beam can be efficiently extracted.
【図１】本発明に係るクラスター生成装置の原理説明
図。FIG. 1 is a diagram illustrating the principle of a cluster generation device according to the present invention.
【図２】本発明に係るクラスター生成装置の一実施例を
示す平面図。FIG. 2 is a plan view showing an embodiment of a cluster generation device according to the present invention.
【図３】図２の装置の正面図。FIG. 3 is a front view of the apparatus of FIG. 2;
１０ 試料蒸気発生室 １４ 試料ロッド １５ 前進回転駆動装置 １６ レーザビーム １８ ガス流入系 ３０ クラスター生成室 ３４ マスフィルタ ４０ スキマー ５０ 質量分析室 ６０ 第２のスキマー Reference Signs List 10 Sample vapor generation chamber 14 Sample rod 15 Forward rotation drive device 16 Laser beam 18 Gas inflow system 30 Cluster generation chamber 34 Mass filter 40 Skimmer 50 Mass spectrometry chamber 60 Second skimmer
フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−66165（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−208450（ＪＰ，Ａ) 特開 昭50−105550（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−274871（ＪＰ，Ａ)Continuation of the front page (56) References JP-A-2-66165 (JP, A) JP-A-1-208450 (JP, A) JP-A-50-105550 (JP, A) JP-A-2-274871 (JP) , A)
Claims (2)
クラスター生成室とがスキマーを介して連結された横型
のガスフローチューブ構造をなし、前記試料蒸気発生室
は、試料ロッドを前進回転自在に支持する前進回転駆動
機構と、該試料ロッド表面へのレーザビーム照射により
試料を蒸発させるためのレーザ照射窓と、キャリアガス
及び反応ガスを流入させるガス供給系を具備しており、
前記クラスター生成室内にはマスフィルタが内蔵されて
いて、 試料ロッドの前進回転駆動機構は、前進を制御するサー
ボモータと回転を制御するステッピングモータとを備
え、前進はベローを、回転はＯリングシールを使用して
真空気密性を確保し、ステッピングモータは試料を蒸発
させるためのパルスレーザの一定回数の発振パルスと同
期して試料ロッドを回転させ、 前記試料蒸気発生室で生じる試料蒸気とキャリアガス及
び反応性ガスを前記スキマーを通してクラスター生成室
へ噴出させて、その際の断熱膨張を利用してクラスター
を生成させるようにしたことを特徴とするクラスター生
成装置。1. A horizontal type in which a sample vapor generation chamber and a cluster generation chamber both connected to an exhaust system are connected via a skimmer.
The sample vapor generation chamber has a forward rotation drive mechanism that supports the sample rod to be rotatable forward, and a laser irradiation window for evaporating the sample by irradiating the sample rod surface with a laser beam. Equipped with a gas supply system for flowing a carrier gas and a reaction gas,
A mass filter is built in the cluster generation chamber.
In addition, the sample rod forward rotation drive mechanism has a server for controlling forward movement.
Motor and a stepping motor for controlling rotation.
Oh, use bellows for advance, O-ring seal for rotation
Vacuum tightness is ensured, stepper motor evaporates sample
Same as a certain number of oscillation pulses of a pulsed laser
Then, the sample rod is rotated, and the sample vapor generated in the sample vapor generation chamber, the carrier gas, and the reactive gas are ejected to the cluster generation chamber through the skimmer, and the cluster is generated by utilizing the adiabatic expansion at that time. A cluster generation device characterized in that:
マーを介して質量分析室が連結されており、該質量分析
室は質量分析器を有すると共に排気系に接続されている
請求項１記載の装置。2. A is connected mass spectrometry chamber on the downstream side of the cluster generation chamber through a second skimmer, the mass analysis chamber according to claim 1, characterized in that is connected to an exhaust system and has a mass analyzer Equipment.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3206418A JP2706861B2 (en) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | Cluster generator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3206418A JP2706861B2 (en) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | Cluster generator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0525614A JPH0525614A (en) | 1993-02-02 |
| JP2706861B2 true JP2706861B2 (en) | 1998-01-28 |
Family
ID=16523048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3206418A Expired - Fee Related JP2706861B2 (en) | 1991-07-23 | 1991-07-23 | Cluster generator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2706861B2 (en) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4505112B2 (en) * | 2000-07-24 | 2010-07-21 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Cluster gun |
| JP5273495B2 (en) * | 2005-12-13 | 2013-08-28 | 独立行政法人産業技術総合研究所 | Cluster film forming apparatus and film forming method, and cluster generating apparatus and generating method |
| FI20090319A0 (en) * | 2009-09-03 | 2009-09-03 | Beneq Oy | Process control method |
| CN109115660A (en) * | 2018-08-23 | 2019-01-01 | 金华职业技术学院 | A kind of particle imaging method |
| CN109142165B (en) * | 2018-08-23 | 2024-02-02 | 金华职业技术学院 | Particle imaging device |
| CN110018221A (en) * | 2019-03-02 | 2019-07-16 | 金华职业技术学院 | A kind of test device of the metal cluster of chemical modification |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL8701530A (en) * | 1987-06-30 | 1989-01-16 | Stichting Fund Ond Material | METHOD FOR TREATING SURFACES OF SUBSTRATES USING A PLASMA AND REACTOR FOR CARRYING OUT THAT METHOD |
| DE3824273A1 (en) * | 1988-07-16 | 1990-01-18 | Philips Patentverwaltung | METHOD FOR PRODUCING SOLID BODIES |
-
1991
- 1991-07-23 JP JP3206418A patent/JP2706861B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0525614A (en) | 1993-02-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Duncan | Invited review article: laser vaporization cluster sources | |
| Brutschy et al. | A high-intensity beam of metastable helium atoms with good velocity resolution | |
| US4980610A (en) | Plasma generators | |
| Heinbuch et al. | Single photon ionization of hydrogen bonded clusters with a soft x-ray laser:(HCOOH) x and (HCOOH) y (H2O) z | |
| US20080230714A1 (en) | Apparatus and methods of forming a gas cluster ion beam using a low-pressure source | |
| CA1281819C (en) | Source of high flux energetic atoms | |
| JP2706861B2 (en) | Cluster generator | |
| Ehbrecht et al. | Laser‐driven flow reactor as a cluster beam source | |
| Wagner et al. | A technique for efficiently generating bimetallic clusters | |
| JPS6328994B2 (en) | ||
| US8153958B2 (en) | Method and apparatus for producing hyperthermal beams | |
| Barborini et al. | A portable ultrahigh vacuum apparatus for the production and in situ characterization of clusters and cluster-assembled materials | |
| Roland et al. | Photoionization and photofragmentation of BxNy clusters produced by laser vaporization of boron nitride | |
| Laaksonen et al. | Supersonic cluster source with mass selection and energy control | |
| Tada et al. | Investigation of nitrogen atoms in low-pressure nitrogen plasmas using a compact electron-beam-excited plasma source | |
| Kudryavtsev et al. | Apparatus and techniques for the investigation of methods of generating molecular beams | |
| JPS62149133A (en) | Surface processing device for substrate | |
| Inoue et al. | Formation of water clusters in a free molecular jet of binary mixtures | |
| Guidoni et al. | Pulsed laser ablation: reactivity of photoablated neutral particles from Fe Cr alloy | |
| JPS6082661A (en) | Thin film forming device | |
| JPS62243315A (en) | Photoreaction and apparatus for the same | |
| Navea | Studies on the application of laser photoionization in supersonic-jets for the generation of intense ionic clusters | |
| US20050252452A1 (en) | Polynuclear metal molecular beam apparatus | |
| Smoliar et al. | Atomic Beam-Surface Scattering Study of HF (DF) Produced in the Reaction: H (D)+ LiF (001) | |
| Smoliar et al. | Atomic Beam-Surface Scattering Study of HF (DF) Produced in the Reaction: H (D)+ LiF (OOl) |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |