JPS5916385B2 - イオン源 - Google Patents

イオン源

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Publication number
JPS5916385B2
JPS5916385B2 JP52041281A JP4128177A JPS5916385B2 JP S5916385 B2 JPS5916385 B2 JP S5916385B2 JP 52041281 A JP52041281 A JP 52041281A JP 4128177 A JP4128177 A JP 4128177A JP S5916385 B2 JPS5916385 B2 JP S5916385B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electrode
ion source
terminal end
ions
electric field
Prior art date
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Expired
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JP52041281A
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English (en)
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JPS52125998A (en
Inventor
ロイ・クラムピツト
デレク・カ−ク・ジエフリズ
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YUNAITETSUDO KINGUDAMU ATOMITSUKU ENAAJI OOSORITEI
Original Assignee
YUNAITETSUDO KINGUDAMU ATOMITSUKU ENAAJI OOSORITEI
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Publication date
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Publication of JPS52125998A publication Critical patent/JPS52125998A/ja
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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

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)
  • Particle Accelerators (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、イオン源に係り、特に単１尖端の金属イオン
源に係る。
本発明によれば、イオン源によってイオン化電圧される
液体物質によって完全に湿らされ（濡らされ）且つこの
物質によっては腐食され得ない様な材料で作られた少（
とも１つの本体から成る電極であって、上記液体物質の
噴射が電界の作用の下で該電極の終端を形成し且つ該終
端に固定（係留）される様な曲率半径をした終端を持っ
た電極と、イオン化電界を与える手段と、イオン源によ
シイオンが射出される上記物質の貯蔵部とを備えたイオ
ン源が提供される。
上記電極は、単１の尖端付き本体でもよいし。
尖端付き本体の配列体でもよいし、或いは又噴射が形成
される七ころの終端を与える様に１つの縁が鋭くされた
板材でもよい。
電極が板材である場合には“噴射“とい５語はイオン源
によってイオンが射出されるところの液体物質の層であ
って板材の縁に沿って形成される層に適用するものとし
、イオン化電界の作用の下でこの層の外縁に形成される
個々の先端には適用しない。
本発明によれば、その特別の観点に於いては。
イオン源によってイオンが射出される液体物質ニよって
完全に湿らされ且つこの物質によっては腐食され得ない
様な材料で作られた電極であって。
イオン源によりイオンが射出される液体物質の単１噴射
のみがイオン化電界の作用の下で該電極の頂点を形成し
且つ該頂点に固定される様な曲率半径をした頂点を持っ
た電極と、上記イオン化電界を与えるための手段と、イ
オン化される上記液体物質の貯蔵部とを具備した単１尖
端のイオン源が提供される。
上記液体物質は溶融金属でありそして上記貯蔵部は上記
電極を包囲したシースな具備するのが好ましい。
金属に熱を供給して金属を溶融状態に保つための手段も
設けられている。
電極を形成するのに色々な材料を使用することができ１
例えば電極は金属、ガラス又は磁器材で形成することが
できる。
電極はイオン源によって射出される物質によって腐食さ
れてはならず、そして電極の表面に形成される液体物質
のフィルムが常に均一厚みである様にするため電極は液
体物質によって完全に湿らされねばならないといり条件
がある。
又、貯蔵部が電極を包囲するシースである時には、電極
の終端は液体物質により形成された凹凸が電極終端への
液体物質の供給を妨げない様な量だけシースから突出し
とければならない。
一方％電極は電極終端への液体物質の供給に不規則性を
生じさせる様な量まで突出してはならない１実際には突
出量が０．１乃至０．２ ｃｍの範囲内になければなら
ないという事がわかっている。
電極の終端の曲率半径は、安定且つ強力なイオン射出に
対する本質的な前兆であるところの液体物質の噴射を電
極の終端に電界により形成し且つそこに固定するといり
必要性によって下限が制御されそして電極の終端に１つ
の噴射のみが形成される様にする必要性によって上限が
制御される様な範囲になければならない。
実際にはこの範囲は１乃至１０μｍであるとわかってい
る。
電極の厚みは厳密なものではない。
電極が１つ或いはそれ以上の尖端付き本体で作られる場
合には１機械的な安定性、製造及び処理の容易さのため
にはソ１００μｍより大きな直径が満足である。
以下添付図面を参照して本発明を例として詳細に説明す
る。
さて第１図を参照すれば、リチウムイオンを発生するた
めの単１尖端源は約１００μｍの直径を持った中央のタ
ングステンワイヤ電極１から成るこの電極１は、中空で
な（中実であって尖端が付けられそして約５μｍの曲率
半径の頂点２を有している。
電極１はこれ又タングステンで作られたチューブ３によ
って包囲され、該チューブから約０、１ ｃｍだけ電極
１が突出している。
チューブ３の直径は１５０μｍであり、そして電極１と
チューブ３の内壁４との間のスペースはこのイオン源に
よってイオンが射出される溶融リチウム金属５の貯蔵部
として働（。
電極がリチウム５によって完全に湿らされる様にするた
め、チューブ３にリチウムを充填する前に、この組立て
られた源が、水素を流した雰囲気内でこれを加熱するこ
とによって浄化される。
使用中はこのイオン源の温度がリチウムの融点のすぐ上
の温度に保持される。
リチウムをイオン化するのに要する電界は電極１とその
近くの穴付き電極６との間で発生される。
通常はイオン化電圧が電極１に印加される。
さて第２図を参照すれば１本発明による別のアルカリ金
属イオン源は厚みがはソ１００μｍで且つ長さが約５ｃ
ＷＬのタングステン板の形態の電極２１を備えている。
電極２１の縁２２は約５μｍの横方向の曲率半径まで鋭
（される。
か＼る曲率半径は液体アルカリ金属の層を電極２１の縁
２２に形成せしめる。
イオン化電界の作用の下でこの層の縁は多数の先端に形
成される。
電極２１はこれ又タングステンで作られたシース２３に
よって包囲され、そしてそこからは譬０．１ｃｍりは突
出される。
シース２３ははソ２５μｍのギャップによって電極２１
から分離され、このイオン源によりイオンが射出される
アルカリ金属の貯蔵部を与える。
アルカリ金属をイオン化するのに要する電界は前記第１
の実施例について既に述べたのと同様に電極２１とその
付近の穴付き電極２４との間で発生される。
又、前記した様に、使用中は、関連アルカリ金属の融点
のすぐ上の温度でこのイオン源が作用される。
さて第３図を参照すれば、電極が別々のタングステンワ
イヤの配列体３１から成り、各ワイヤが前記第１の実施
例に関して説明したものと同様である様な本発明のも５
１つの実施列が示されている。
タングステンワイヤの配列体３１はタングステンシース
３２によって包囲されている。
前記しり様に、Ｗ極３１を形成するワイヤはほぼ０．１
ｃｍだけシース３２から突出しており、そしてこのイ
オン源によってイオンが射出されるところのアルカリ金
属の貯蔵部を与えるためにシース３２と電極３１との間
にははゾ２５μｍのギャップがある。
必要なイオン化電界を発生できる様にするため。
ここでも電極３１の付近に穴付き電極３３が設けられて
おり、そしてこのイオン源はこれによってイオンが射出
されるアルカリ金属の融点のすぐ上の温度で作動される
。
上記で説明した全ての実施例に於いては、イオン源によ
ってイオンが射出される金属が液状にある様にするため
に付加的な加熱を与えることが必要である。
これは電気適に行なわれるのが便利である。
上記したイオン源によって発生されたイオンビームは適
当に設置され且つ適当な形状にされた電極を組合わせる
事によってコリメートでき、再集束でき、さもな（ば方
向付けできる。
特にリチウムイオンのそして一般的にアルカリ金属イオ
ンの射出に関してイオン源を説明したが１湿らし性（濡
らし性）及び耐腐食性の２つの条件が満足されるならば
、か＼るイオン源を他の物質に対して用いることができ
る。
例えば、アルミニウム又はシリコンのイオンを発生する
のにガラス質炭素の表面を持った電極を用いることがで
き。
或いは又ニッケルイオンを発生するのに酸化アルミニウ
ム表面を持った電極を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明による単１尖端のイオン源を示す断面図
、第２図は本発明の別の実施例を示す図。 第３図は本発明の第３の実施例を示す図である。 １・・・・・・タングステンワイヤ電極、２・・・・・
・頂点。 ３・・・・・・チューブ、５・・・・・・溶融リチウム
金属、６・・・・・・穴付き電極、２１・・・・・・電
極、２２・・・・・・縁、２３゜３２・・・・・・シー
ス、３１・・・・・・タングステンワイヤ配列体。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. １ イオン源によってイオンが射出される液体物質で完
    全に湿らされ且つ該物質では腐食され得ないような材料
    で作られた中実の電極であって、前記液体物質の噴射が
    電界の作用の下で該電極の終端を形成し且つ該終端に固
    定されるような曲率半径をした終端を持った中実電極と
    、該中実電極の下方部分のまわりに設けられ前記液体物
    質が前記電極の表面上に沿って連続膜として前記終端へ
    供給されるよ５にする液体物質の貯蔵部と、前記中実電
    極の上方で且つその中実電極の前記終端の付近を取り囲
    む穴を有した穴付き電極と、前記中実電極と前記穴付き
    電極との間にイオン化電圧を印加して前記電界を作りだ
    す手段とを備えることを特徴とするイオン源。
JP52041281A 1976-04-13 1977-04-11 イオン源 Expired JPS5916385B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB000000015111 1976-04-13
GB15111/76A GB1574611A (en) 1976-04-13 1976-04-13 Ion sources

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS52125998A JPS52125998A (en) 1977-10-22
JPS5916385B2 true JPS5916385B2 (ja) 1984-04-14

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JP52041281A Expired JPS5916385B2 (ja) 1976-04-13 1977-04-11 イオン源

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US (1) US4088919A (ja)
JP (1) JPS5916385B2 (ja)
DE (1) DE2716202A1 (ja)
FR (1) FR2348562A1 (ja)
GB (1) GB1574611A (ja)
NL (1) NL183554C (ja)

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