JPH051895Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の目的］ （産業上の利用分野） 本考案は、イオン発生装置に関する。

（従来の技術及び考案が解決しようとする課題） 熱陰極電子振動形イオン源としてしられている
イオン発生装置はイオン化物質を高温で加熱して
気化させ、その気化ガスに熱電子を衝突させてイ
オン化し、これを外部に引出すようにしているこ
とは周知である。しかし従来装置はイオン化物質
の加熱の為にこれを熱オーブン内に収納し、ヒー
ターによつて加熱する様にしていた。この様な構
成によれば、燐、ヒ素、アンチモンなどの様なイ
オン化物質については上記した様な熱オーブンに
よつて気化させる事ができる。

しかしながら、ベリリユームやアルミニウム等
といつたイオン化物質は毒性があつたり温度制御
が困難であつたりしている為イオンビームを取り
出すのは困難であつた。

この考案は上記点に対処してなされたもので、
温度制御が容易なイオン発生装置を提供するもの
である。

〔考案の構成］ （課題を解決するための手段） この考案は、フイラメント電極からの熱により
アークチヤンバ内のイオン化物質を気化する手段
と、フイラメント電極とアークチヤンバ間の放電
によりプラズマを発生する手段と、このプラズマ
により上記イオン化物質からイオンを発生させる
ことを特徴とする。

また、イオン化物質はアークチヤンバ内壁面に
設けられてなることを特徴とする。

（作用） 即ちこの考案は、フイラメント電極からの熱に
よりアークチヤンバ内のイオン化物質を気化する
手段と、フイラメント電極とアークチヤンバ間の
放電によりプラズマを発生する手段と、このプラ
ズマにより上記イオン化物質からイオンを発生さ
せることにより、温度やイオン出力を容易に制御
できる。

（実施例） 従来の熱オーブンを使わずに熱陰極のまわりの
陽極のアークチヤンバー内壁に直接イオン化物質
例えばベリリユーム、銅、アルミニウム等を設け
たものである。イオン化物質はアークチヤンバー
内壁に付着させても或は予め円筒状に形成してチ
ヤンバー内に挿入できるようにしても更にアーク
チヤンバー自体をイオン化物質で形成してもよ
い。

熱電子を発生させるのに用いるフイラメントの
熱と、そのフイラメントからの熱電子放電により
アークチヤンバー内壁のイオン化物質をプラズマ
化することができるものである。

次に図面に基づいて説明すると、１は陰極であ
るフイラメント、２はフイラメントを半固定する
フイラメント硝子インサート、３は陽極であるア
ークチヤンバー、３Ａは発生するイオンが通るた
めのアークチヤンバー・スリツト、４はフイラメ
ント１とアークチヤンバー３とを絶縁している絶
縁硝子、５はアークチヤンバー壁に取付けられた
イオン化物質、例えば円筒形ライナー、又はコー
テイングして付着させたイオン化物質である。

尚アークチヤンバー３自体をイオン化物質で形
成してもよい。

以上の構成において、フイラメント１に電流を
流しフイラメントから熱電子を発生させると同時
に間接的にイオン化物質５を加熱し、アークチヤ
ンバー３はフイラメント１により1400℃程度まで
は十分加熱する事ができる。アークチヤンバー３
に付着したイオン化物質５を熱励起状態にし、さ
らにフイラメント１とアークチヤンバー３の間に
電圧（通常直流60V〜120V程度）をかけるとと
もにアークチヤンバー３及びイオン化物質に適宜
設けた供給穴（図示せず）からアルゴン等を供給
するとフイラメント１とアークチヤンバー３の間
で安定した放電が起こりプラズマが生成される。

この様に加熱されたことによつてイオン化物質
が蒸発し気体となつてアークチヤンバー３とフイ
ラメント１との間に引かれてくる。これがフイラ
メント１から発生した熱電子によつて、たたかれ
電離したイオンとなる。先にも述べた様にフイラ
メント１を陰極に、アークチヤンバーを陽極に直
流電圧がかかつているから電離した正イオンはイ
オン化物質５に再付着することは少なくほとんど
の正イオンはアークチヤンバー・スリツト３Ａの
前面にある引き出し電極（図示していない）にア
ークチヤンバー３に対して直流電圧（通常直流
25KVから30KV程度）が印加されているので、
上記の様にして生成されたイオンはアークチヤン
バー・スリツト３Ａを通つて外部に引き出され
る。

なおアークチヤンバー３とフイラメント１の間
を高温に保つ事によりフイラメント電流への少々
の変動があつても間接加熱の為安定してイオンビ
ームを引き出す事ができる。

以上詳述した様に、極めて簡単にしかも安定し
たイオンビームを作り出す事が出来る。又イオン
化物質５をライナー形式にした場合には簡単に交
換する事により危険度の高い物質又は毒性の強い
物質も金属合金を使うことにより安全に取扱う事
ができる。又オーブン、ヒーターを使わないの
で、イオンソース源も簡単な構造ですむし、イオ
ンソース操作もオーブンヒーターコントロールが
無いだけ簡単になる。

【図面の簡単な説明】

添付図面はこの考案の一実施例を示す断面図で
ある。 １……フイラメント、３……アークチヤンバ
ー、５……イオン化物質、３Ａ……アークチヤン
バー・スリツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 １ イオンビーム取出口が開設された筒状の陽極
   のアークチヤンバーと、このアークチヤンバー
   内に電気的に絶縁して挿通された陰極のフイラ
   メントと、上記アークチヤンバ内壁に設けられ
   たイオン化物質と、上記フイラメントと上記ア
   ークチヤンバー間にアークチヤンバーを陽極と
   する電圧を印加する電圧印加手段と、上記アー
   クチヤンバー内へプラズマ生成ガスを供給する
   ガス供給手段とから構成されたことを特徴とす
   るイオン発生装置。 ２ イオン化物質をアークチヤンバーの内壁にコ
   ーテイングしてなる実用新案登録請求の範囲第
   一項記載のイオン発生装置。 ３ イオン化物質をアークチヤンバーの内壁にラ
   イナー等として組込んでなる実用新案登録請求
   の範囲第一項記載のイオン発生装置。 ４ イオン化物質でアークチヤンバーを形成した
   実用新案登録請求の範囲第一項記載のイオン発
   生装置。