JPS59119660A - 液体金属イオン源 - Google Patents
液体金属イオン源Info
- Publication number
- JPS59119660A JPS59119660A JP23053982A JP23053982A JPS59119660A JP S59119660 A JPS59119660 A JP S59119660A JP 23053982 A JP23053982 A JP 23053982A JP 23053982 A JP23053982 A JP 23053982A JP S59119660 A JPS59119660 A JP S59119660A
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- Japan
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- needle
- anode
- ion source
- liquid metal
- reservoir
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-
- 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
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】
〔発明の利用分野〕 ;・本発
明はイオン化しようとする物質を加熱して溶融し高電界
を介して高輝度かつ点状のイオンビ。
明はイオン化しようとする物質を加熱して溶融し高電界
を介して高輝度かつ点状のイオンビ。
−ムを得る液体金属イオン源に関するもので、特。
に、この種のイオン源における針状陽極とその支。
持部との接続構造を改良することで装置の長寿命1.。
化と信頼性向上化とを図ったものであり、例えば、イオ
ンマイクロビーム装置のイオン源として使用できる。
ンマイクロビーム装置のイオン源として使用できる。
従来技術とその問題点を第1図によって説明する。第1
図は針状陽極を用いた従来の液体金属イオン源の基本構
成を示す図である。針状陽極1は、支持部2に接続され
支持されており、イオン化物゛質5を溶融するための通
電加熱ヒータを兼ねた溜゛め部3は、その両端で支持電
極4,4′に固定されmている。イオン化物質5が溶け
ている時は、針状゛陽極1と溜め部6とは固定されない
が、温度が低・くなってイオン化物質5の融点以下にな
ると針状・陽極1と溜め部3とはイオン化物質5によっ
て固定されることになる。6は引出し電極であり、イ・
・オン化物質5を溶融状態にして、この引出し電極6と
針状陽極1との間に十数KVの電界を印加することによ
り、針状陽極1の先端部から電離した。
図は針状陽極を用いた従来の液体金属イオン源の基本構
成を示す図である。針状陽極1は、支持部2に接続され
支持されており、イオン化物゛質5を溶融するための通
電加熱ヒータを兼ねた溜゛め部3は、その両端で支持電
極4,4′に固定されmている。イオン化物質5が溶け
ている時は、針状゛陽極1と溜め部6とは固定されない
が、温度が低・くなってイオン化物質5の融点以下にな
ると針状・陽極1と溜め部3とはイオン化物質5によっ
て固定されることになる。6は引出し電極であり、イ・
・オン化物質5を溶融状態にして、この引出し電極6と
針状陽極1との間に十数KVの電界を印加することによ
り、針状陽極1の先端部から電離した。
イオンを、引出し電極乙にあけた開口部を介して下方に
引出すことができる。
引出すことができる。
しかしながら、上述した従来構成には次のような問題点
があった。即ち、イオン化物質5の融点が高い場合、そ
の融点から室温までの温度差が犬キ<、イオン源の動作
スイッチのオン、オフによる針状陽極1と溜め部3にか
かる熱歪のために、針状陽極1及び溜め部6が破損しや
すく、イオン源装置の信頼性を低いものにするという問
題点があった。
があった。即ち、イオン化物質5の融点が高い場合、そ
の融点から室温までの温度差が犬キ<、イオン源の動作
スイッチのオン、オフによる針状陽極1と溜め部3にか
かる熱歪のために、針状陽極1及び溜め部6が破損しや
すく、イオン源装置の信頼性を低いものにするという問
題点があった。
本発明の目的は、従来技術での上記した問題点10を解
決し、長寿命かつ信頼性の高い液体金属イオ・ン源を提
供することにある。
決し、長寿命かつ信頼性の高い液体金属イオ・ン源を提
供することにある。
本発明の特徴は、上記目的を達成するために、・針状陽
極1とその支持部2との間に、コイル状あ、−するいは
板状などの形状を有するバネ部材を挿入殺竹する構成と
することにより、針状陽極1や溜め部乙にかかる熱歪を
バネ部材に吸収させることにある。
極1とその支持部2との間に、コイル状あ、−するいは
板状などの形状を有するバネ部材を挿入殺竹する構成と
することにより、針状陽極1や溜め部乙にかかる熱歪を
バネ部材に吸収させることにある。
以下、本発明の一実施例を第2図により説明する。第2
図において、7が本発明において設置されるバネ部材で
あり、その他の符号は第1図の場合と同じである。本実
施例では、バネ部材7としてコイル状バネを採用してい
る。針状陽極1はグラッシー・カーボン製で直径が約0
5咽、長さが約8門で、その先端の曲率半径を約10μ
m以下の針状に加工したものである。バネ部材7は線径
0.8調の銅線をコイル状に巻いたものである。溜め部
3は厚さ0.2℃Mlのシート状カーボンである。Il
lイオン化物質5は、実施例では、NIBである。この
イオン化物質5の融点は約1.000℃である。引・出
し電圧13KVK対し、NiとBとの総和イオン電・流
として約200μAが安定して得られた。この時の溜め
部への加熱入力電力は約soWである。イオ冒ン源のス
イッチのオン、オフの繰り返し回数40回以上が得られ
、イオン源装置の高信頼性が確認された。
図において、7が本発明において設置されるバネ部材で
あり、その他の符号は第1図の場合と同じである。本実
施例では、バネ部材7としてコイル状バネを採用してい
る。針状陽極1はグラッシー・カーボン製で直径が約0
5咽、長さが約8門で、その先端の曲率半径を約10μ
m以下の針状に加工したものである。バネ部材7は線径
0.8調の銅線をコイル状に巻いたものである。溜め部
3は厚さ0.2℃Mlのシート状カーボンである。Il
lイオン化物質5は、実施例では、NIBである。この
イオン化物質5の融点は約1.000℃である。引・出
し電圧13KVK対し、NiとBとの総和イオン電・流
として約200μAが安定して得られた。この時の溜め
部への加熱入力電力は約soWである。イオ冒ン源のス
イッチのオン、オフの繰り返し回数40回以上が得られ
、イオン源装置の高信頼性が確認された。
バネ部材7として、上記実施例ではコイル状バネを用い
たが、コイル状バネの代りに板状バネを11、d ・ 用いた場合も同様な高信頼性が確認された。
たが、コイル状バネの代りに板状バネを11、d ・ 用いた場合も同様な高信頼性が確認された。
本発明によれば、針状陽極と溜め部とにががる熱歪がバ
ネ部材により吸収される構成であるので、熱歪に起因す
る破損がなくなり、イオン源装置の長寿命化を実現し、
信頼性を高めることができる効果がある。
ネ部材により吸収される構成であるので、熱歪に起因す
る破損がなくなり、イオン源装置の長寿命化を実現し、
信頼性を高めることができる効果がある。
第1図は従来の針状陽極型液体金属イオン源の。
基本構成、第2図は本発明の一実施例の構成図で10あ
る。 符号の説明 1・・・・・・・・・針状陽極 2・・・・・
・・・・支持部6・・・・・・・・・溜め部 4
,4′・・曲溜め部の支持電極・5・・・・・・・・・
イオン化物質 6・・・・・・・・・引出し電極
・・7・・・・・・・・・バネ部材 代理人弁理士 中 村 純之助 。 、 4 。 第1図 第2図 手続補正書 昭和58年10月24日 1゜ 特許庁長官 殿 。。 事件。表示 、オ。5.工4工230539ツ
′発明の名称 液体金属イオ・源
溜“補正をする者
質0事件との関係 特許出願人
れ6十十
印加名称 (510)株式会社
日 立 製 作 所 電極水 溶融 補正の内容 (1)明細書を添付別紙のように補正する
。 −ム補正明細書 発明の名称 液体金属イオン源 特許請求の範囲 オン化しようとする物質を溶融して保持する。 部と、この溜め部から供給される上記溶融物。 イオンをその先端から放射するように配置さ。 針状陽極と、この針状陽極との間に高電界をして針状電
極先端からイオンを引出す引出し。 とからなる液体金属イオン源において、上記1゜部と針
状陽極の温度変化による熱歪を吸収す材を設置したこと
を特徴とする液体金属イオ発明の詳細な説明 発明の利用分野〕 l) 発明はイオン化しようとする物質を加熱してし高電界を
介して高輝度かつ点状のイオンビを得る液体金属イオン
源に関するもので、特この種のイオン源における針状陽
極とその支との接続構造を改良することで装置の長寿命
・ 1 ・ 化と信頼性向」二化とを図ったものであり、例えば、・
イオンマイクロビーム装置のイオン源として使用・でき
る。 〔従来技術〕 従来技術とその問題点を第1図によって説明す5る。第
1図は針状陽極を用いた従来の液体金属イ・オン源の基
本構成を示す図である。針状陽極1は、・支持部2に接
続され支持されており、イオン化物。 質5を溶融するための通電加熱ヒータを兼ねた溜。 め部3は、その両端で支持電極4,4′に固定され1゜
ている。イオン化物質5が溶けている時は、針状。 陽極1と溜め部3とは固定されないが、温度が低。 くなってイオン化物質5の融点以下になると針状。 陽極lと溜め部3とはイオン化物質5によって固。 定されることになる。6は引出し電極であり、イl。 オン化物質5を溶融状態にして、この引出し電極。 6と針状陽極1との間に十数KVの電界を印加す。 ることにより、針状陽極1の先端部から電離した。 イオンを、引出し電極6にあけた開口部を介して。 下方に引出すことができる。 しかしながら、上述した従来構成には次のよう・な問題
点があった。即ち、イオン化物質5の融点・が高い場合
、その融点から室温までの温度差が大・きく、イオン源
の動作スイッチのオン、オフの際・に、針状陽極Jと支
持電極4,4′の熱膨張率のち5がいによって、イオン
化物質5の溶融、固化に伴・なって針状陽極1と溜め部
3に熱歪が生じる。こ・の熱歪によって、針状陽極1及
び溜め部3が破損。 しやすく、イオン源装置の信頼性を低いものにす。 るという問題点があった。 1゜
〔発明の目的〕 本発明の目的は、従来技術での上記した問題点。 を解決し、温度変化に対して長寿命かつ信頼性の。 高い液体金属イオン源を提供することにある。 。 〔発明の概要〕1゜ 本発明の特徴は、上記目的を達成するために、。 針状陽極1とその支持部2との間及び溜め部3と。 その支持電極4,4′との間の少なくとも一方に、コイ
ル状あるいは板状などの形状を有するバネな。 どからなる歪吸収部材を挿入設置する構成とする1、5
)ことにより、針状陽極1や溜め部3にかかる熱歪・を
バネ部材に吸収させることにある。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第2図により説明す・る。第
2図において、7が本発明において針状陽5極lとその
支持部2との間に設置されるバネ部材などの歪吸収部材
であり、その他の符号は第1図・の場合と同じである。 本実施例では、バネ部材7゜とじてコイル状バネを採用
している。針状陽極l・はグラッシー・カーボン製で直
径が約0.5咽、長1゜さが約8胴で、その先端の曲率
半径を約10μm以。 下の針状に加工したものである。バネ部材7は線。 径08咽の銅線をコイル状に巻いたものである。 溜め部3は厚さ0.2嗣のシート状カーボンである。。 イオン化物質5は、実施例では、NiBである。こ、。 のイオン化物質5の融点は約1,000℃である。引。 出し電圧13 KVに対し、NiとBとの総和イオン電
。 流として約200μAが安定して得られた。この時。 の溜め部への加熱入力電力は約80Wである。イオ。 ン源のスイッチのオン、オフの繰り返し回数40回2゜
以上が得られ、イオン源装置の高信頼性が確認さ・れた
。 次に、本発明の他の実施例を第3図により説明・する。 第3図において、7′が本発明において設 ・置される
歪吸収部材としてのバネ部材であり、そ5の他の符号は
第1図及び第2図の場合と同じである。本実施例でも、
バネ部材7′としてコイル状バ・ネを採用している。針
状陽極】はグラッシー・力。 −ボン製で直径が約05脳、長さが約8Nnで、そ 。 の先端の曲率半径を約10 pm以下の針状に加工しI
llたものである。バネ部材7′は厚さ0.3 Nn、
幅5脳。 のタンタル板をZ字状に折りたたんだ板状バネで。 ある。溜め部3は厚さ0.2mmのシート状カーボン。 である。イオン化物質5は、実施例では、NiBで。 ある。このイオン化物質5の融点は約1,000°Cで
1゜ある。引出し電圧13 KVに対し、NiとBとの
総和イオン電流として約200μAが安定して得られた
。 この時の溜め部への加熱入力電力は約80Wである。。 イオン源のスイッチのオン、オフの繰り返し回数40回
以上が得られ、イオン源装置の高信頼性が確2゜・ 4
・ 認された。 〔発明の効果〕 本発明によれば、針状陽極と溜め部とにかかる・熱歪が
歪吸収部材により吸収される構成であるの・で、熱歪に
起因する破損がなくなり、イオン源装5置の長寿命化を
実現し、信頼性を高めることかで・きる効果がある。 4、図面の簡単な説明 第1図は従来の針状陽極型液体金属イオン源の。 基本構成、第2図は本発明の一実施例の構成図、10第
3図は本発明の他の実施例の構成図である。 。 符号の説明 ■・・・針状陽極 2・・・支持部3・・・溜め
部 4,4′・・・溜め部の支持電極。 5・・・イオン化物質 6・・・引出し電極
l。 7.7′・・・バネ部材 代理人弁理士 中村純之助 ・ 5 ・
る。 符号の説明 1・・・・・・・・・針状陽極 2・・・・・
・・・・支持部6・・・・・・・・・溜め部 4
,4′・・曲溜め部の支持電極・5・・・・・・・・・
イオン化物質 6・・・・・・・・・引出し電極
・・7・・・・・・・・・バネ部材 代理人弁理士 中 村 純之助 。 、 4 。 第1図 第2図 手続補正書 昭和58年10月24日 1゜ 特許庁長官 殿 。。 事件。表示 、オ。5.工4工230539ツ
′発明の名称 液体金属イオ・源
溜“補正をする者
質0事件との関係 特許出願人
れ6十十
印加名称 (510)株式会社
日 立 製 作 所 電極水 溶融 補正の内容 (1)明細書を添付別紙のように補正する
。 −ム補正明細書 発明の名称 液体金属イオン源 特許請求の範囲 オン化しようとする物質を溶融して保持する。 部と、この溜め部から供給される上記溶融物。 イオンをその先端から放射するように配置さ。 針状陽極と、この針状陽極との間に高電界をして針状電
極先端からイオンを引出す引出し。 とからなる液体金属イオン源において、上記1゜部と針
状陽極の温度変化による熱歪を吸収す材を設置したこと
を特徴とする液体金属イオ発明の詳細な説明 発明の利用分野〕 l) 発明はイオン化しようとする物質を加熱してし高電界を
介して高輝度かつ点状のイオンビを得る液体金属イオン
源に関するもので、特この種のイオン源における針状陽
極とその支との接続構造を改良することで装置の長寿命
・ 1 ・ 化と信頼性向」二化とを図ったものであり、例えば、・
イオンマイクロビーム装置のイオン源として使用・でき
る。 〔従来技術〕 従来技術とその問題点を第1図によって説明す5る。第
1図は針状陽極を用いた従来の液体金属イ・オン源の基
本構成を示す図である。針状陽極1は、・支持部2に接
続され支持されており、イオン化物。 質5を溶融するための通電加熱ヒータを兼ねた溜。 め部3は、その両端で支持電極4,4′に固定され1゜
ている。イオン化物質5が溶けている時は、針状。 陽極1と溜め部3とは固定されないが、温度が低。 くなってイオン化物質5の融点以下になると針状。 陽極lと溜め部3とはイオン化物質5によって固。 定されることになる。6は引出し電極であり、イl。 オン化物質5を溶融状態にして、この引出し電極。 6と針状陽極1との間に十数KVの電界を印加す。 ることにより、針状陽極1の先端部から電離した。 イオンを、引出し電極6にあけた開口部を介して。 下方に引出すことができる。 しかしながら、上述した従来構成には次のよう・な問題
点があった。即ち、イオン化物質5の融点・が高い場合
、その融点から室温までの温度差が大・きく、イオン源
の動作スイッチのオン、オフの際・に、針状陽極Jと支
持電極4,4′の熱膨張率のち5がいによって、イオン
化物質5の溶融、固化に伴・なって針状陽極1と溜め部
3に熱歪が生じる。こ・の熱歪によって、針状陽極1及
び溜め部3が破損。 しやすく、イオン源装置の信頼性を低いものにす。 るという問題点があった。 1゜
〔発明の目的〕 本発明の目的は、従来技術での上記した問題点。 を解決し、温度変化に対して長寿命かつ信頼性の。 高い液体金属イオン源を提供することにある。 。 〔発明の概要〕1゜ 本発明の特徴は、上記目的を達成するために、。 針状陽極1とその支持部2との間及び溜め部3と。 その支持電極4,4′との間の少なくとも一方に、コイ
ル状あるいは板状などの形状を有するバネな。 どからなる歪吸収部材を挿入設置する構成とする1、5
)ことにより、針状陽極1や溜め部3にかかる熱歪・を
バネ部材に吸収させることにある。 〔発明の実施例〕 以下、本発明の一実施例を第2図により説明す・る。第
2図において、7が本発明において針状陽5極lとその
支持部2との間に設置されるバネ部材などの歪吸収部材
であり、その他の符号は第1図・の場合と同じである。 本実施例では、バネ部材7゜とじてコイル状バネを採用
している。針状陽極l・はグラッシー・カーボン製で直
径が約0.5咽、長1゜さが約8胴で、その先端の曲率
半径を約10μm以。 下の針状に加工したものである。バネ部材7は線。 径08咽の銅線をコイル状に巻いたものである。 溜め部3は厚さ0.2嗣のシート状カーボンである。。 イオン化物質5は、実施例では、NiBである。こ、。 のイオン化物質5の融点は約1,000℃である。引。 出し電圧13 KVに対し、NiとBとの総和イオン電
。 流として約200μAが安定して得られた。この時。 の溜め部への加熱入力電力は約80Wである。イオ。 ン源のスイッチのオン、オフの繰り返し回数40回2゜
以上が得られ、イオン源装置の高信頼性が確認さ・れた
。 次に、本発明の他の実施例を第3図により説明・する。 第3図において、7′が本発明において設 ・置される
歪吸収部材としてのバネ部材であり、そ5の他の符号は
第1図及び第2図の場合と同じである。本実施例でも、
バネ部材7′としてコイル状バ・ネを採用している。針
状陽極】はグラッシー・力。 −ボン製で直径が約05脳、長さが約8Nnで、そ 。 の先端の曲率半径を約10 pm以下の針状に加工しI
llたものである。バネ部材7′は厚さ0.3 Nn、
幅5脳。 のタンタル板をZ字状に折りたたんだ板状バネで。 ある。溜め部3は厚さ0.2mmのシート状カーボン。 である。イオン化物質5は、実施例では、NiBで。 ある。このイオン化物質5の融点は約1,000°Cで
1゜ある。引出し電圧13 KVに対し、NiとBとの
総和イオン電流として約200μAが安定して得られた
。 この時の溜め部への加熱入力電力は約80Wである。。 イオン源のスイッチのオン、オフの繰り返し回数40回
以上が得られ、イオン源装置の高信頼性が確2゜・ 4
・ 認された。 〔発明の効果〕 本発明によれば、針状陽極と溜め部とにかかる・熱歪が
歪吸収部材により吸収される構成であるの・で、熱歪に
起因する破損がなくなり、イオン源装5置の長寿命化を
実現し、信頼性を高めることかで・きる効果がある。 4、図面の簡単な説明 第1図は従来の針状陽極型液体金属イオン源の。 基本構成、第2図は本発明の一実施例の構成図、10第
3図は本発明の他の実施例の構成図である。 。 符号の説明 ■・・・針状陽極 2・・・支持部3・・・溜め
部 4,4′・・・溜め部の支持電極。 5・・・イオン化物質 6・・・引出し電極
l。 7.7′・・・バネ部材 代理人弁理士 中村純之助 ・ 5 ・
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 イオン化しようとする物質を溶融して保持する溜め部と
、この溜め部から供給される上記溶融物質のイオンをそ
の先端から放射するように配置さ。 れる針状陽極と、この針状陽極との間に高電界を“印加
して針状電極先端からイオンを引゛出す引出し1゛1電
極とからなる液体金属イオン源において、上記。 針状陽極とその支持部との間にバネ部材を設置し・たこ
とを特徴とする液体金属イオン源。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23053982A JPS59119660A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 液体金属イオン源 |
EP83307759A EP0114496A3 (en) | 1982-12-27 | 1983-12-20 | Liquid metal ion source |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23053982A JPS59119660A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 液体金属イオン源 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59119660A true JPS59119660A (ja) | 1984-07-10 |
Family
ID=16909333
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23053982A Pending JPS59119660A (ja) | 1982-12-27 | 1982-12-27 | 液体金属イオン源 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0114496A3 (ja) |
JP (1) | JPS59119660A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5120612A (en) * | 1990-09-04 | 1992-06-09 | Olin Corporation | Incorporation of ceramic particles into a copper base matrix to form a composite material |
JP2014191872A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Hitachi High-Tech Science Corp | エミッタ構造体、ガスイオン源、及び集束イオンビーム装置 |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4617203A (en) * | 1985-04-08 | 1986-10-14 | Hughes Aircraft Company | Preparation of liquid metal source structures for use in ion beam evaporation of boron-containing alloys |
JPH02501964A (ja) * | 1987-05-22 | 1990-06-28 | オレゴン、グラデュエイト、センター | 高められたぬれ特性のホウ素基液状金属イオンソースおよび方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US2146365A (en) * | 1934-12-13 | 1939-02-07 | John C Batchelor | Electron emitter |
US4318030A (en) * | 1980-05-12 | 1982-03-02 | Hughes Aircraft Company | Liquid metal ion source |
-
1982
- 1982-12-27 JP JP23053982A patent/JPS59119660A/ja active Pending
-
1983
- 1983-12-20 EP EP83307759A patent/EP0114496A3/en not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5120612A (en) * | 1990-09-04 | 1992-06-09 | Olin Corporation | Incorporation of ceramic particles into a copper base matrix to form a composite material |
JP2014191872A (ja) * | 2013-03-26 | 2014-10-06 | Hitachi High-Tech Science Corp | エミッタ構造体、ガスイオン源、及び集束イオンビーム装置 |
US9640361B2 (en) | 2013-03-26 | 2017-05-02 | Hitachi High-Tech Science Corporation | Emitter structure, gas ion source and focused ion beam system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0114496A3 (en) | 1985-05-15 |
EP0114496A2 (en) | 1984-08-01 |
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