JPH0353403Y2 - - Google Patents
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- JPH0353403Y2 JPH0353403Y2 JP3081087U JP3081087U JPH0353403Y2 JP H0353403 Y2 JPH0353403 Y2 JP H0353403Y2 JP 3081087 U JP3081087 U JP 3081087U JP 3081087 U JP3081087 U JP 3081087U JP H0353403 Y2 JPH0353403 Y2 JP H0353403Y2
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Description
【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案はガスフエーズイオン源に関する。[Detailed explanation of the idea] [Industrial application field] The present invention relates to a gas phase ion source.
[従来の技術]
ガスフエーズイオン源では、イオン種となるガ
ス雰囲気中に配置したエミツタを例えば液体ヘリ
ウム等により冷却すると共に、このエミツタの先
端に強電界を形成し、この強電界によりガスをイ
オン化している。[Prior Art] In a gas-phase ion source, an emitter placed in a gas atmosphere that serves as ion species is cooled with, for example, liquid helium, and a strong electric field is formed at the tip of the emitter. It is ionized.
先端にこのような強電界を形成すると共に生成
されたイオンを加速するため、エミツタには高電
圧を印加する必要がある。そのため、従来はエミ
ツタに外部から電極を接触させている。 In order to create such a strong electric field at the tip and accelerate the generated ions, it is necessary to apply a high voltage to the emitter. Therefore, conventionally, an electrode is brought into contact with the emitter from the outside.
一方、エミツタの先端近傍にイオン種となるガ
スを外部から供給するため、供給管をエミツタ近
傍まで配設しなければならない。 On the other hand, in order to supply the gas serving as ion species to the vicinity of the tip of the emitter from the outside, a supply pipe must be provided close to the emitter.
[考案が解決しようとする問題点]
ところが、この電極から熱が流入するため、せ
つかく液体ヘリウム等で冷却してもエミツタの温
度を充分に下げることができなかつた。[Problems to be solved by the invention] However, because heat flows in from this electrode, the temperature of the emitter could not be lowered sufficiently even if it was cooled with liquid helium or the like.
又、このような電極と供給管をエミツタ周囲に
配置しなければならないため、エミツタの交換作
業などの障害にもなつていた。 In addition, since such electrodes and supply pipes must be placed around the emitter, this poses an obstacle in replacing the emitter.
本考案は上述した点に鑑みてなされたもので、
エミツタへの熱の流入が小さく、エミツタ周囲の
構成が単純化されたガスフエーズイオン源を提供
することを目的としている。 This invention was made in view of the above points,
It is an object of the present invention to provide a gas phase ion source in which the inflow of heat into the emitter is small and the configuration around the emitter is simplified.
[問題点を解決するための手段]
この目的を達成するため、本考案は、冷媒を収
容するタンクと、該タンクの底部に取付けられる
電気良導体のベースと、該ベースに取外し可能に
取付けられるエミツタと、該エミツタに対向して
配置される引出し電極と、前記ベース内を通して
前記エミツタの先端近傍にイオン種用ガスを供給
するための流路と、該流路へ外部からイオン種用
ガスを供給するための供給管とを備え、該供給管
の前記ベースに接続する部分を電気良導体で形成
し、その他の部分を電気絶縁体で形成すると共
に、該供給管の電気良導体で形成した部分に細い
導線を介して高電圧を印加するようにしたことを
特徴としている。[Means for Solving the Problems] To achieve this object, the present invention includes a tank containing a refrigerant, a base of good electrical conductor attached to the bottom of the tank, and an emitter removably attached to the base. an extraction electrode disposed opposite to the emitter; a channel for supplying ion species gas to the vicinity of the tip of the emitter through the base; and supplying ion species gas to the channel from the outside. A supply pipe is provided, the part of the supply pipe connected to the base is made of a good electrical conductor, the other part is made of an electrical insulator, and the part of the supply pipe made of a good electrical conductor has a thin It is characterized by applying high voltage through the conductor wire.
[作用]
本考案においては、イオン種用ガスはベース内
を通してエミツタ先端近傍に供給される。このガ
スを供給する供給管のベースに接続する部分が電
気良導体で形成され、この電気良導体で形成した
部分に細線を介して高電圧が印加される。[Operation] In the present invention, the ion species gas is supplied to the vicinity of the emitter tip through the base. A portion of the gas supply pipe connected to the base is formed of a good electrical conductor, and a high voltage is applied to the portion formed of this good electrical conductor via a thin wire.
以下、図面を用いて本考案の一実施例を詳説す
る。 Hereinafter, one embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[実施例]
添付図面は本考案の一実施例の構成を示す概略
図である。図において1は内部が高真空に保たれ
るイオン源外壁、2は液体ヘリウム3を満したタ
ンクで、上記外壁の頂部に形成した開口4の縁部
分にステンレス製のベローズ5を介して熱的に遮
断された状態で支持されている。このタンク2の
底部には、サフアイアのように熱伝導性が良い電
気絶縁体6を介して銅製のベース7が取付けら
れ、更に銅製のホルダ8に保持されたエミツタ9
がこのベース7にビス10によつて取外し可能に
取付けられている。11は絶縁筒、12は引出し
電極である。[Embodiment] The accompanying drawing is a schematic diagram showing the configuration of an embodiment of the present invention. In the figure, 1 is the outer wall of the ion source whose interior is kept in a high vacuum, 2 is a tank filled with liquid helium 3, and the thermal It is supported in a state where it is blocked by. A copper base 7 is attached to the bottom of the tank 2 via an electrical insulator 6 with good thermal conductivity such as sapphire, and an emitter 9 is further held in a copper holder 8.
is removably attached to this base 7 with screws 10. 11 is an insulating tube, and 12 is an extraction electrode.
前記ホルダ8にはガス通路13が設けられ、前
記ベース7に設けられたガス通路14及びこのガ
ス通路13を介してイオン種用ガスがエミツタ9
の先端近傍へ供給される。15はベース7に取付
けられた銅製のガス導入パイプで、このパイプ1
5に外部よりイオン種用ガスを運ぶ絶縁チユーブ
16が接続される。17は絶縁チユーブ16が外
壁1を通過する部分に設けられたジヨイントであ
る。 The holder 8 is provided with a gas passage 13, and the ion species gas is supplied to the emitter 9 through the gas passage 14 provided in the base 7 and this gas passage 13.
is supplied to the vicinity of the tip. 15 is a copper gas introduction pipe attached to the base 7, and this pipe 1
5 is connected to an insulating tube 16 for transporting an ion species gas from the outside. 17 is a joint provided at a portion where the insulating tube 16 passes through the outer wall 1.
18は外壁1を貫通して設置された高圧端子、
19は上記ガス導入パイプ15に取付けられた高
圧端子であり、両者の間は極めて細い導線20で
接続されている。21は引出し電極12に引出し
電圧を印加するための端子である。 18 is a high voltage terminal installed through the outer wall 1;
Reference numeral 19 denotes a high voltage terminal attached to the gas introduction pipe 15, and the two are connected by an extremely thin conducting wire 20. 21 is a terminal for applying an extraction voltage to the extraction electrode 12.
上述の如き構成において、エミツタ9はタンク
2に満された液体ヘリウム3によつて極低温に冷
却される。ここで、外部からチユーブ16を介し
てイオン種用ガス(例えばヘリウムガス)を導入
すると、ヘリウムガスは通路14及び13を介し
てエミツタ9の先端近傍へ送られる。この時のガ
ス流量は、エミツタ9の周囲のヘリウム圧力が例
えば10-3Torr程度になるように適宜設定される。
そして、その状態でエミツタ9には端子19を介
して例えば+100KV程度の加速電圧が印加され、
端子18,21を介してエミツタ−引出し電極間
に適宜な引出電圧が印加される。この引出し電圧
によつてエミツタ先端に形成される強電界によ
り、その先端部分に存在するヘリウムがイオン化
される。生成されたヘリウムイオンは、エミツタ
に印加された加速電圧により形成される加速電界
によつて加速され、高いエネルギーが与えられ
る。 In the configuration as described above, the emitter 9 is cooled to a cryogenic temperature by the liquid helium 3 filled in the tank 2. Here, when an ion species gas (for example, helium gas) is introduced from the outside through the tube 16, the helium gas is sent to the vicinity of the tip of the emitter 9 through the passages 14 and 13. The gas flow rate at this time is appropriately set so that the helium pressure around the emitter 9 is, for example, about 10 -3 Torr.
In this state, an accelerating voltage of, for example, about +100 KV is applied to the emitter 9 via the terminal 19.
An appropriate extraction voltage is applied between the emitter and the extraction electrode via terminals 18 and 21. A strong electric field formed at the tip of the emitter due to this extraction voltage ionizes the helium present at the tip. The generated helium ions are accelerated by an accelerating electric field formed by an accelerating voltage applied to the emitter, and are given high energy.
ところで、エミツタ9には電気抵抗の比較的高
い細い導線20を介して電圧が印加されるが、細
い導線は熱抵抗が大きいため、端子18から端子
19への外部からの熱流入を極めて少なく抑える
ことが可能である。従つて、エミツタ9の温度を
液体ヘリウムにより充分に下げることが可能であ
る。 By the way, a voltage is applied to the emitter 9 through a thin conducting wire 20 with relatively high electrical resistance, but since the thin conducting wire has a high thermal resistance, the inflow of heat from the outside from the terminal 18 to the terminal 19 is kept to an extremely low level. Is possible. Therefore, it is possible to sufficiently lower the temperature of the emitter 9 using liquid helium.
しかも、その際導線に流れる電流(イオンビー
ム電流)はピコアンペアオーダーと極めて少ない
ため、この導線による電圧降下は小さくおさえら
れ、エミツタに充分高い加速電圧を効率良く印加
することができる。 Furthermore, since the current (ion beam current) flowing through the conducting wire at this time is extremely small, on the order of picoamperes, the voltage drop due to this conducting wire is kept small, and a sufficiently high accelerating voltage can be efficiently applied to the emitter.
更に、本考案では、ベース7内にガスを供給す
る導入パイプ15を導電性部材で形成し、この導
入パイプを介してエミツタ9に高電圧を印加する
ようにしたため、エミツタ周囲の構成が簡単にな
り、エミツタの交換作業の障害になることも少な
い。 Furthermore, in the present invention, the introduction pipe 15 for supplying gas into the base 7 is made of a conductive material, and a high voltage is applied to the emitter 9 through this introduction pipe, so that the structure around the emitter is simplified. Therefore, it is less likely to become a hindrance to the work of replacing the emitter.
[効果]
以上詳述の如く、本考案によれば、エミツタへ
の熱の流入が少なく、エミツタ周囲の構成が単純
化されたガスフエーズイオン源が実現される。[Effects] As described in detail above, according to the present invention, a gas phase ion source is realized in which less heat flows into the emitter and the configuration around the emitter is simplified.
添付図面は本考案の一実施例の構成を示す概略
図である。
2:タンク、3:液体ヘリウム、6:電気絶縁
体、7:ベース、8:ホルダ、9:エミツタ、1
2:引出し電極、13,14:ガス通路、15:
ガス導入パイプ、16:絶縁チユーブ、18,1
9:高圧端子、20:導線。
The accompanying drawings are schematic diagrams showing the configuration of one embodiment of the present invention. 2: Tank, 3: Liquid helium, 6: Electrical insulator, 7: Base, 8: Holder, 9: Emitter, 1
2: Extraction electrode, 13, 14: Gas passage, 15:
Gas introduction pipe, 16: Insulation tube, 18,1
9: High voltage terminal, 20: Conductor.
Claims (1)
付けられる電気良導体のベースと、該ベースに取
外し可能に取付けられるエミツタと、該エミツタ
に対向して配置される引出し電極と、前記ベース
内を通して前記エミツタの先端近傍にイオン種用
ガスを供給するための流路と、該流路へ外部から
イオン種用ガスを供給するための供給管とを備
え、該供給管の前記ベースに接続する部分を電気
良導体で形成し、その他の部分を電気絶縁体で形
成すると共に、該供給管の電気良導体で形成した
部分に細い導線を介して高電圧を印加するように
したことを特徴とするガスフエーズイオン源。 a tank containing a refrigerant, a base of good electrical conductivity attached to the bottom of the tank, an emitter removably attached to the base, a lead-out electrode disposed opposite the emitter, and an emitter that passes through the base. is equipped with a channel for supplying gas for ion species near the tip thereof, and a supply pipe for supplying gas for ion species from the outside to the channel, and a portion of the supply pipe connected to the base is electrically connected to the base. A gas phase ion is formed of a good conductor, the other part is made of an electrical insulator, and a high voltage is applied to the part of the supply pipe made of a good electrical conductor via a thin conductor wire. source.
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Families Citing this family (2)
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JP5097823B2 (en) * | 2008-06-05 | 2012-12-12 | 株式会社日立ハイテクノロジーズ | Ion beam equipment |
-
1987
- 1987-03-03 JP JP3081087U patent/JPH0353403Y2/ja not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
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JPS63137452U (en) | 1988-09-09 |
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