JPS58121536A - 金属イオン源 - Google Patents
金属イオン源Info
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- JPS58121536A JPS58121536A JP57003660A JP366082A JPS58121536A JP S58121536 A JPS58121536 A JP S58121536A JP 57003660 A JP57003660 A JP 57003660A JP 366082 A JP366082 A JP 366082A JP S58121536 A JPS58121536 A JP S58121536A
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- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J37/00—Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
- H01J37/02—Details
- H01J37/04—Arrangements of electrodes and associated parts for generating or controlling the discharge, e.g. electron-optical arrangement, ion-optical arrangement
- H01J37/08—Ion sources; Ion guns
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/26—Ion sources; Ion guns using surface ionisation, e.g. field effect ion sources, thermionic ion sources
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Combustion & Propulsion (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は金属イオン源、特に大気中で安定なセシウム化
合物を還元して得られたセシウムをイオン種として用い
るイオン源に関するものである。
合物を還元して得られたセシウムをイオン種として用い
るイオン源に関するものである。
従来のイオンマイクロアナライザー等に使用されている
セシウムイオン源は、金属セシウムをリザーバに入れ、
これを加熱、蒸発せしめて得られたセシウムガスをイオ
ン化部へ導くもの、或いは金属セシウムをキャピラリー
エミッタに液体のまま供給し、その先端に強電界を印加
して液体セシウムを蒸発、イオン化せしめるもの等ｆあ
るが、いずれのイオン源も金属セシウムを使用している
のでその取り扱いに十分の注意が必要である。即ち、金
属セシウムは空気に触れると激しく反応するのでイオン
源への装填や交換に際しては空気に触れないように構造
上並びに操作上の配慮が必ばである。又、特に後者、つ
まりキャピラリーエミッタを用いるイオン源ではセシウ
ムリザーバとエミッタとが直結しているのでリザーバや
その加熱電源まで含めて加速電圧に持上げる構造が必要
となり、装置の大型、複雑化は避けられない。
セシウムイオン源は、金属セシウムをリザーバに入れ、
これを加熱、蒸発せしめて得られたセシウムガスをイオ
ン化部へ導くもの、或いは金属セシウムをキャピラリー
エミッタに液体のまま供給し、その先端に強電界を印加
して液体セシウムを蒸発、イオン化せしめるもの等ｆあ
るが、いずれのイオン源も金属セシウムを使用している
のでその取り扱いに十分の注意が必要である。即ち、金
属セシウムは空気に触れると激しく反応するのでイオン
源への装填や交換に際しては空気に触れないように構造
上並びに操作上の配慮が必ばである。又、特に後者、つ
まりキャピラリーエミッタを用いるイオン源ではセシウ
ムリザーバとエミッタとが直結しているのでリザーバや
その加熱電源まで含めて加速電圧に持上げる構造が必要
となり、装置の大型、複雑化は避けられない。
本発明は上記欠点を解決することを目的とするもので、
通常の環境（大気中）で安定なセシウム化合物を使用し
、これに還元剤を混ぜてイオン源内に装填し、加熱して
金属セシウムを生成するようになしたものである。
通常の環境（大気中）で安定なセシウム化合物を使用し
、これに還元剤を混ぜてイオン源内に装填し、加熱して
金属セシウムを生成するようになしたものである。
本発明イオン源の構成はアルカリ金属の化合物と還元剤
とを収容する容器、該化合物及び還元剤を加熱しガス状
アルカリ金属を生成する手段、該ガス状アルカリ金属を
液化する比較的低温にされた部分、該液化されたアルカ
リ金属が貯溜されるリザーバ、該リザーバを貫通して取
出され端部が尖鋭に加工されたエミッタ電極及び該エミ
ッタ電極先端部で前記アルカリ金属の電界電離を行うに
必要な強電界を発生する手段を有することを特徴とする
ものである。
とを収容する容器、該化合物及び還元剤を加熱しガス状
アルカリ金属を生成する手段、該ガス状アルカリ金属を
液化する比較的低温にされた部分、該液化されたアルカ
リ金属が貯溜されるリザーバ、該リザーバを貫通して取
出され端部が尖鋭に加工されたエミッタ電極及び該エミ
ッタ電極先端部で前記アルカリ金属の電界電離を行うに
必要な強電界を発生する手段を有することを特徴とする
ものである。
以下本発明の一実施例を図面に基づき詳述する。
図中、１は熱絶縁セラミック基体であり、比較的低温に
保たれている。このセラミック基体上に熱伝導良好な環
状の容器２が取付けられ、その中にアルカリ金属の化合
物、例えば塩化セシウム（Ｃｓｃｌ）と還元剤としての
金属カルシウム（Ｃａ）とが適量混合して充填される。
保たれている。このセラミック基体上に熱伝導良好な環
状の容器２が取付けられ、その中にアルカリ金属の化合
物、例えば塩化セシウム（Ｃｓｃｌ）と還元剤としての
金属カルシウム（Ｃａ）とが適量混合して充填される。
該容器の外周にはヒータ線輪３が巻回されており、スイ
ッチ４を介して加熱電源５に接続され、スイッチ４がオ
ンのとき容器２、従って内部の充填剤が加熱される。
ッチ４を介して加熱電源５に接続され、スイッチ４がオ
ンのとき容器２、従って内部の充填剤が加熱される。
６は容器の蓋であり、容易に着脱可能で、この蓋を外し
て充填剤の充填、交換が行われる。勿論、該蓋は容器２
に充分な気密を保って取付【ブられる。
て充填剤の充填、交換が行われる。勿論、該蓋は容器２
に充分な気密を保って取付【ブられる。
前記セラミック基体１の中央部には上下方向に貫通孔１
ａが設けられ、その下端部より金属製リザーバ８が嵌入
、固定される。該リザーバの下部は漏斗状に絞られてお
り、その部分に小孔８ａが穿っである。又、リザーバの
上部には多孔質なセラミック等で形成されたフィルター
９が取付けられている。前記セラミック基体１の孔１ａ
、リザーバ８の上部及びフィルター９は前記容器２の上
部と通じており、容器で発生したガスは容易にこれら部
分まで到達でき、これらの部材（１，８の上部、９）が
比較的低温に保たれているため、上記到達ガスはここで
液化されることになる。この液体はフィルター９を通し
てリザーバ８内に滴下し、貯溜される。前記フィルター
９、又はリザーバ８にはエミッタ電極１０の一端が固定
され、その他端は尖鋭に加工され、前記リザーバの小孔
８ａを貫通して下方へ突出している。
ａが設けられ、その下端部より金属製リザーバ８が嵌入
、固定される。該リザーバの下部は漏斗状に絞られてお
り、その部分に小孔８ａが穿っである。又、リザーバの
上部には多孔質なセラミック等で形成されたフィルター
９が取付けられている。前記セラミック基体１の孔１ａ
、リザーバ８の上部及びフィルター９は前記容器２の上
部と通じており、容器で発生したガスは容易にこれら部
分まで到達でき、これらの部材（１，８の上部、９）が
比較的低温に保たれているため、上記到達ガスはここで
液化されることになる。この液体はフィルター９を通し
てリザーバ８内に滴下し、貯溜される。前記フィルター
９、又はリザーバ８にはエミッタ電極１０の一端が固定
され、その他端は尖鋭に加工され、前記リザーバの小孔
８ａを貫通して下方へ突出している。
７はリザーバ８の外周に巻かれたヒータ線輪で、スイッ
チ１１を介して加熱電源１２に接続されている。１３は
引き出しＮ極、１４は加速電極であり、エミッタ電極と
の間に引き出し電源１５及び高圧電＃ｉ１６が夫々接続
されている。
チ１１を介して加熱電源１２に接続されている。１３は
引き出しＮ極、１４は加速電極であり、エミッタ電極と
の間に引き出し電源１５及び高圧電＃ｉ１６が夫々接続
されている。
この様な構成のイオン源の動作を以下に説明する。
先ず、スイッチ４及び１１をオフにし、又電源１５及び
１６をオフにした状態で蓋６を開け、容器２内に充填物
、即ち例えば塩化セシウムと金属カルシウムを混ぜたも
のを装填する。藷６を密閉した後、スイッチをオンして
電源５からじ一夕線輸３に加熱電流を供給せしめ、容器
２を７００℃程度に加熱する。これにより塩化セシウム
（ＯｓＣ１）はカルシウム（Ｃａ ）と次の様な還元作
用を起し、セシウムガス（Ｃｓ ）を発生する。
１６をオフにした状態で蓋６を開け、容器２内に充填物
、即ち例えば塩化セシウムと金属カルシウムを混ぜたも
のを装填する。藷６を密閉した後、スイッチをオンして
電源５からじ一夕線輸３に加熱電流を供給せしめ、容器
２を７００℃程度に加熱する。これにより塩化セシウム
（ＯｓＣ１）はカルシウム（Ｃａ ）と次の様な還元作
用を起し、セシウムガス（Ｃｓ ）を発生する。
２Ｃｓ Ｃｌ ＋Ｃａ −＋Ｃａ Ｃｌ ＋２Ｃｓこの
セシウムガスは低温部、つまりセラミック基体１の孔１
ａ、リザーバ８の上部及びフィルター９部に到達して冷
却・液化され、フィルターを貫通してリザーバ８内に滴
下する。斯くしてリザーバ内には金属セシウムがプール
され、これが所定量になったらスイッチ４をオフにし、
還元作用を停止する。次にスイッチ１１をオンにし、前
記リザーバ内にプールされた金属セシウムを数十度乃至
数百度の一定温度に加熱する。この状態において、電１
１５．１６により電極１３．１４にエミッタ電極１０に
対し、負の高電圧を印加すると、リザーバ内のセシウム
は静電力によりエミッタ電極尖端方向に引かれ、該部分
で静電力と表面張力とがバランスして安定なテーラ−コ
ーンと呼ばれる数千Å以下の突起が形成される。そこに
は強電界が発生し、その電界電離現象によってセシウム
は蒸発、イオン化される。該イオンは電界による加速を
受けて電極１４の下方に取出される。
セシウムガスは低温部、つまりセラミック基体１の孔１
ａ、リザーバ８の上部及びフィルター９部に到達して冷
却・液化され、フィルターを貫通してリザーバ８内に滴
下する。斯くしてリザーバ内には金属セシウムがプール
され、これが所定量になったらスイッチ４をオフにし、
還元作用を停止する。次にスイッチ１１をオンにし、前
記リザーバ内にプールされた金属セシウムを数十度乃至
数百度の一定温度に加熱する。この状態において、電１
１５．１６により電極１３．１４にエミッタ電極１０に
対し、負の高電圧を印加すると、リザーバ内のセシウム
は静電力によりエミッタ電極尖端方向に引かれ、該部分
で静電力と表面張力とがバランスして安定なテーラ−コ
ーンと呼ばれる数千Å以下の突起が形成される。そこに
は強電界が発生し、その電界電離現象によってセシウム
は蒸発、イオン化される。該イオンは電界による加速を
受けて電極１４の下方に取出される。
前記リザーバ８内の金属セシウムが少くなり、或いは無
くなった場合には、前記スイッチ４をオンにして、前述
の如くセシウムガスを発生すれば良い。又、容器内充填
物の還元作用が飽和した場合には、ＭＯを開【ノ、充填
物を交換すれば良い。
くなった場合には、前記スイッチ４をオンにして、前述
の如くセシウムガスを発生すれば良い。又、容器内充填
物の還元作用が飽和した場合には、ＭＯを開【ノ、充填
物を交換すれば良い。
以上詳述した如き構成となせばイオン源内へ充填するの
は大気中で極めて安定なセシウム化合物及びその還元剤
であるので、その取り扱いは極めて容易であり、又単に
加熱によって金属セシウムを生成できるので構造的にも
簡単であり、従来の欠点は一掃できる。
は大気中で極めて安定なセシウム化合物及びその還元剤
であるので、その取り扱いは極めて容易であり、又単に
加熱によって金属セシウムを生成できるので構造的にも
簡単であり、従来の欠点は一掃できる。
尚、上記は本発明の一例であり、実施に当っては種々変
更が可能である。特に、充填剤は前述のＣ３ＣＩ＋Ｃａ
に限られるものではなく、例えばＣ８ＭＯ＋ Ｔ ｒ Ｃｓ、 Ｃｒ４ ０３ ＋３ｉ Ｃ３Ｉ＋Ｗ Ｃ３Ｊ ＣＯＪ ＋ ＭＱ等でも良い。要
は大気中で安定であり、加熱により添加物ど還元作用を
するものであれば良い。又、セシウムに限らず他のアル
カリ金属であっても良い。
更が可能である。特に、充填剤は前述のＣ３ＣＩ＋Ｃａ
に限られるものではなく、例えばＣ８ＭＯ＋ Ｔ ｒ Ｃｓ、 Ｃｒ４ ０３ ＋３ｉ Ｃ３Ｉ＋Ｗ Ｃ３Ｊ ＣＯＪ ＋ ＭＱ等でも良い。要
は大気中で安定であり、加熱により添加物ど還元作用を
するものであれば良い。又、セシウムに限らず他のアル
カリ金属であっても良い。
図面は本発明の一実施例を示す一部断面図である。
１：絶縁廿ラミック基体、２：環状容器、３：ヒータ線
輪、４：スイッチ、５：加熱電源、６：蓋、７：ヒータ
線輪、８：リザーバ、８ａ：小孔、９：フィルター、１
０：エミッタ電極、１１：スイッチ、１２：加熱電源、
１３：引き出し電極、１４：加速電極、１５：引き出し
電源、１６：高圧電源。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 加勢 忠雄
輪、４：スイッチ、５：加熱電源、６：蓋、７：ヒータ
線輪、８：リザーバ、８ａ：小孔、９：フィルター、１
０：エミッタ電極、１１：スイッチ、１２：加熱電源、
１３：引き出し電極、１４：加速電極、１５：引き出し
電源、１６：高圧電源。 特許出願人 日本電子株式会社 代表者 加勢 忠雄
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、 アルカリ金属の化合物と還元剤とｌ収、容する容
器、該化合物及び還元剤を加熱しガス状アルカリ金属を
生成する手段、該ガス状アルカリ金属を液化する比較的
低温にされた部分、該液化されたアルカリ金属が貯溜さ
れるリザーバ、該リザーバを貫通して取出され端部が尖
鋭に加工されたエミッタ電極及び該エミッタ電極先端部
で前記アルカリ金属の電界電離を行うに必要な強電界を
発生する手段から構成されることを特徴とする金属イオ
ン源 ２、 前記アルカリ金属としてセシウムを用いる特許請
求の範囲第１項記載の金属イオン源
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57003660A JPS58121536A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 金属イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57003660A JPS58121536A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 金属イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58121536A true JPS58121536A (ja) | 1983-07-19 |
Family
ID=11563607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57003660A Pending JPS58121536A (ja) | 1982-01-13 | 1982-01-13 | 金属イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58121536A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4774433A (en) * | 1986-04-09 | 1988-09-27 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for generating metal ions |
| JP2016081987A (ja) * | 2014-10-14 | 2016-05-16 | セイコーエプソン株式会社 | 原子セル、原子セルの製造方法、量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体 |
-
1982
- 1982-01-13 JP JP57003660A patent/JPS58121536A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4774433A (en) * | 1986-04-09 | 1988-09-27 | Hitachi, Ltd. | Apparatus for generating metal ions |
| JP2016081987A (ja) * | 2014-10-14 | 2016-05-16 | セイコーエプソン株式会社 | 原子セル、原子セルの製造方法、量子干渉装置、原子発振器、電子機器および移動体 |
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