JPS58198822A - 液体金属イオン源 - Google Patents
液体金属イオン源Info
- Publication number
- JPS58198822A JPS58198822A JP7994682A JP7994682A JPS58198822A JP S58198822 A JPS58198822 A JP S58198822A JP 7994682 A JP7994682 A JP 7994682A JP 7994682 A JP7994682 A JP 7994682A JP S58198822 A JPS58198822 A JP S58198822A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ion source
- liquid metal
- metal ion
- reservoir
- ionized substance
- 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.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Physical Vapour Deposition (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】
本発明は液体金属イオン源の改良に関し、とくに反応性
元素イオンの引出しを対象とした時のイオン化物質のた
め部の長寿命化を可能にし、もってイオン源の長寿命化
、高性能化を計ったものでおる。
元素イオンの引出しを対象とした時のイオン化物質のた
め部の長寿命化を可能にし、もってイオン源の長寿命化
、高性能化を計ったものでおる。
針状チップを有する液体金属イオン源の基本構造と動作
原理は特開昭５２−１２５９９８号に詳述されている。
原理は特開昭５２−１２５９９８号に詳述されている。
その基本構造を第１図に示す。キャピラリー・ニードル
型液体金属イオン源の基本構造は、この第１図に示すよ
うに、針状チップ１、イオン化物質２のため部となるキ
ャピラリー３、および引出し電極４からなる。液状に保
ったイオン化物質でよく濡れた針状チップｌに引出し電
極に対して正の電圧を印加するとそのチップ先端からイ
オン化物質成分がイオン５となって放出する。
型液体金属イオン源の基本構造は、この第１図に示すよ
うに、針状チップ１、イオン化物質２のため部となるキ
ャピラリー３、および引出し電極４からなる。液状に保
ったイオン化物質でよく濡れた針状チップｌに引出し電
極に対して正の電圧を印加するとそのチップ先端からイ
オン化物質成分がイオン５となって放出する。
この型のイオン源において、イオン化物質のため部に要
求される第一の条件は、液体状態にあるイオン化物質と
反応しないことである。従って、イオン化物質がＧａ、
Ａｕなどの時によく使用されていたＷ、やＴａ材などの
ため部は、ＢやＡｔなどの反応性元素を対象とした場合
、もはや使用できない。この時には、Ｃやアルミナなど
のため部、あるいは、金属をこｎらで被覆して反応側を
防止したため部を採用する必要がある。しかし、これら
のため部はその材料により、急熱や急冷の熱衝撃に対す
る強度が弱かったり、加熱の方法によっては必要な電気
伝導性が得られなかったりして、イオン源の高性能化に
対して問題があった。
求される第一の条件は、液体状態にあるイオン化物質と
反応しないことである。従って、イオン化物質がＧａ、
Ａｕなどの時によく使用されていたＷ、やＴａ材などの
ため部は、ＢやＡｔなどの反応性元素を対象とした場合
、もはや使用できない。この時には、Ｃやアルミナなど
のため部、あるいは、金属をこｎらで被覆して反応側を
防止したため部を採用する必要がある。しかし、これら
のため部はその材料により、急熱や急冷の熱衝撃に対す
る強度が弱かったり、加熱の方法によっては必要な電気
伝導性が得られなかったりして、イオン源の高性能化に
対して問題があった。
したがって、本発明の目的は、上述したようなイオン源
ため部に要求される諸条件をすべて満足させ得る構造を
提供することであり、そのためにため部を２層構造とし
たことを特徴としている。
ため部に要求される諸条件をすべて満足させ得る構造を
提供することであり、そのためにため部を２層構造とし
たことを特徴としている。
以下、本発明の実施例につき詳細に説明する。
実施例 １
本実施例は、通電加熱型液体金属イオン源である。その
概略構成を第２図により説明する。イオン化物質２のた
め部３′は、加熱用フィラメント６を耐反応性材である
アルミナ材７で被覆し、さらにその外側をろうと状のカ
ーボン材８でおおった構造とされている。つまり、本発
明ではため部３／を耐反応性材であるアルミナ材とカー
ボン材との２層構造にした。イオン化物質としては、Ｎ
ｉＢを用いた。この物質の融点は約１００００であり、
ため部３′の温度はこれより５０〜２００Ｃ高めに保持
した。従来のようにため部がアルミナ材７のみの一層構
造の場合、アルミナの熱衝撃の弱さのため、約１０回の
温度上下の繰り返しにより、アルミナ材７にヒビが入っ
て溶融ＮｉＢが直接にＷフィラメント６に接触し、その
結果、ＮＩＢとＷフィラメントが反応し、数（８）の内
に破損する。これに比べ本発明によりカーボン材からな
る外側カバー８を設けた二層構造のため部３′は数１０
回以上の使用に対して何ら破損の問題は生じなかった。
概略構成を第２図により説明する。イオン化物質２のた
め部３′は、加熱用フィラメント６を耐反応性材である
アルミナ材７で被覆し、さらにその外側をろうと状のカ
ーボン材８でおおった構造とされている。つまり、本発
明ではため部３／を耐反応性材であるアルミナ材とカー
ボン材との２層構造にした。イオン化物質としては、Ｎ
ｉＢを用いた。この物質の融点は約１００００であり、
ため部３′の温度はこれより５０〜２００Ｃ高めに保持
した。従来のようにため部がアルミナ材７のみの一層構
造の場合、アルミナの熱衝撃の弱さのため、約１０回の
温度上下の繰り返しにより、アルミナ材７にヒビが入っ
て溶融ＮｉＢが直接にＷフィラメント６に接触し、その
結果、ＮＩＢとＷフィラメントが反応し、数（８）の内
に破損する。これに比べ本発明によりカーボン材からな
る外側カバー８を設けた二層構造のため部３′は数１０
回以上の使用に対して何ら破損の問題は生じなかった。
実施例 ２
本実施例は、電子衝撃加熱型液体金属イオン源、である
。その概略構成を第３図により説明する。
。その概略構成を第３図により説明する。
イオン化物質２のため部３′は、耐反応性のあるパイプ
状セラミック材７′、及びその外側をカバースルパイプ
状タングステン材８′からなっている。イオン化物質２
を溶融状態に保つためにため部３′の外側にリング状フ
ィラメント９を置き、そこからの熱電子１０でため部外
側のタングステン材からなる導伝性パイプ８１を衝撃し
、加熱した。制御電極１１は、イオン引出し電界による
熱電子１０への影響をシールドするために設けたもので
ある。本発明の２層構造により、この型のイオン源のた
め部に要求される耐反応性と伝導性との２条件を同時に
満足することができ、長寿命でかつイオン電流の変動率
が約ｌＯ％／ ｈ ｏ ｕ ｒの性能の良いイオンビー
ムを得ることができた。
状セラミック材７′、及びその外側をカバースルパイプ
状タングステン材８′からなっている。イオン化物質２
を溶融状態に保つためにため部３′の外側にリング状フ
ィラメント９を置き、そこからの熱電子１０でため部外
側のタングステン材からなる導伝性パイプ８１を衝撃し
、加熱した。制御電極１１は、イオン引出し電界による
熱電子１０への影響をシールドするために設けたもので
ある。本発明の２層構造により、この型のイオン源のた
め部に要求される耐反応性と伝導性との２条件を同時に
満足することができ、長寿命でかつイオン電流の変動率
が約ｌＯ％／ ｈ ｏ ｕ ｒの性能の良いイオンビー
ムを得ることができた。
本発明によれば、イオン化物質のため部の二層構造の材
質を適当に選ぶことにより、ため部に要求される耐反応
性、耐熱衝撃性、および機械的強度などの諸条件を満足
させやすくなり、放出イオン種を反応性元素まで拡張で
き、かつ長寿命の高性能イオン源が提供できる。 。
質を適当に選ぶことにより、ため部に要求される耐反応
性、耐熱衝撃性、および機械的強度などの諸条件を満足
させやすくなり、放出イオン種を反応性元素まで拡張で
き、かつ長寿命の高性能イオン源が提供できる。 。
第１図は従来のキャピラリー・ニードル型の液体金属イ
オン源の構成を示す縦断面図、第２図は、本発明による
二層構造のイオン化物質ため部を持つ液体金属イオン源
（通電加熱型の構成を示す縦断面図、第３図は、同じく
本発明による二層構造のイオン化物質ため部を持つ液体
金属イオン源（電、子衝撃型）の構成を示す断面図、で
ある。 １・・・ニードル型チップ、２イオン化物質、３．３’
・・・イオン化物質ため部、４・・・引出し電極、５・
・・イオンビーム、６・・・通電加熱用フィラメント、
７゜７′・・・耐反応性のため部（内側）、８．８’・
・・ため部（外側カバ一部）、９・・・電子衝撃加熱用
フィラメント、１０・・・電子、１１・・・制御電極。 代理人 弁理士 薄田利幸
オン源の構成を示す縦断面図、第２図は、本発明による
二層構造のイオン化物質ため部を持つ液体金属イオン源
（通電加熱型の構成を示す縦断面図、第３図は、同じく
本発明による二層構造のイオン化物質ため部を持つ液体
金属イオン源（電、子衝撃型）の構成を示す断面図、で
ある。 １・・・ニードル型チップ、２イオン化物質、３．３’
・・・イオン化物質ため部、４・・・引出し電極、５・
・・イオンビーム、６・・・通電加熱用フィラメント、
７゜７′・・・耐反応性のため部（内側）、８．８’・
・・ため部（外側カバ一部）、９・・・電子衝撃加熱用
フィラメント、１０・・・電子、１１・・・制御電極。 代理人 弁理士 薄田利幸
Claims (1)
- １、イオン化すべき溶融した金属物質をためるろうと状
、あるいはパイプ状のため部と、その中心孔内に挿通さ
ｎていて、イオンエミッターとして働く針状チップと、
イオンを引出すための引出し電極とから構成される液体
金属イオン源において、イオン化物質のため部を２層構
造にしたことを特徴とする液体金属イオン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7994682A JPS58198822A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 液体金属イオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7994682A JPS58198822A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 液体金属イオン源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58198822A true JPS58198822A (ja) | 1983-11-18 |
Family
ID=13704465
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7994682A Pending JPS58198822A (ja) | 1982-05-14 | 1982-05-14 | 液体金属イオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58198822A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4629931A (en) * | 1984-11-20 | 1986-12-16 | Hughes Aircraft Company | Liquid metal ion source |
| US4631448A (en) * | 1983-03-09 | 1986-12-23 | Hitachi, Ltd. | Ion source |
-
1982
- 1982-05-14 JP JP7994682A patent/JPS58198822A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4631448A (en) * | 1983-03-09 | 1986-12-23 | Hitachi, Ltd. | Ion source |
| US4629931A (en) * | 1984-11-20 | 1986-12-16 | Hughes Aircraft Company | Liquid metal ion source |
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