JPS6186699A - 収束性高速原子線源 - Google Patents
収束性高速原子線源Info
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- JPS6186699A JPS6186699A JP20907884A JP20907884A JPS6186699A JP S6186699 A JPS6186699 A JP S6186699A JP 20907884 A JP20907884 A JP 20907884A JP 20907884 A JP20907884 A JP 20907884A JP S6186699 A JPS6186699 A JP S6186699A
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- atomic beam
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- speed atomic
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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】
〔産業上の利用分野コ
本発明は、収束性の高速原子線を発生する装置に関する
ものである。
ものである。
従来、収束性の高速原子線を発生する装置は填３図のよ
うに構成さルていｔ。図に′おいて、ｌはイオンソース
％ ２は静電レンズ、３はイオンビーム％４は電荷交換
器、５は電荷交換器４のガス導入口、６は収束性の高速
原子線であシ、イオンンース１％静電レンズ２−］電荷
交換器４は真空容器７内にて列状に配さｎている。８は
真空容器７用の真空ポンプである。この装置の動作は以
下のとおりである。まず、真空容器７を真空ポンプ８に
よって充分に排気する。イオンソースｌで高速ノイオン
ビーム３を発生させ、これを静電レンズ２に導いて所望
のビーム径に収束する。こ扛をさらに電荷交換器４に導
く。電荷交換器４にはガス導入口５よりＨ２ｍ Ｈ８ｅ
Ｎ２ｅ Ａｒ 等のガスを導入する。電荷交換器４
の内部では、イオンビーム３とガス分子の衝突によって
次のような電荷交換反応が進行する、イオンビ−ム３に
含ま２１６づオンをＭ 、ガス分子をＡであられす。
うに構成さルていｔ。図に′おいて、ｌはイオンソース
％ ２は静電レンズ、３はイオンビーム％４は電荷交換
器、５は電荷交換器４のガス導入口、６は収束性の高速
原子線であシ、イオンンース１％静電レンズ２−］電荷
交換器４は真空容器７内にて列状に配さｎている。８は
真空容器７用の真空ポンプである。この装置の動作は以
下のとおりである。まず、真空容器７を真空ポンプ８に
よって充分に排気する。イオンソースｌで高速ノイオン
ビーム３を発生させ、これを静電レンズ２に導いて所望
のビーム径に収束する。こ扛をさらに電荷交換器４に導
く。電荷交換器４にはガス導入口５よりＨ２ｍ Ｈ８ｅ
Ｎ２ｅ Ａｒ 等のガスを導入する。電荷交換器４
の内部では、イオンビーム３とガス分子の衝突によって
次のような電荷交換反応が進行する、イオンビ−ム３に
含ま２１６づオンをＭ 、ガス分子をＡであられす。
＋
Ｍ ＋Ａ→Ｍ ＋ Ａ −−−−−−−一−（Ｉ
Ｉ八 十電荷交換器の器壁 −Ａ −−−−−４２１
この反応によって、イオンは電荷を失って電子線６とな
り％電荷交換器４から射出する。イオンおきかえた反応
が進み、同様に原子線６が生ずる。
Ｉ八 十電荷交換器の器壁 −Ａ −−−−−４２１
この反応によって、イオンは電荷を失って電子線６とな
り％電荷交換器４から射出する。イオンおきかえた反応
が進み、同様に原子線６が生ずる。
ただし、この場合、ガス分子としてはＦ２ ＃ ０２５
ｅｔ２ 等の電子親和力の大きなものを用いる。
ｅｔ２ 等の電子親和力の大きなものを用いる。
上記従来装置には、次のような問題がある。■イオンは
何面の大きなガス分子と衝突するために運動エネルギー
の損失が大きい。■質量の大きなガス分子との衝突によ
ってイオンの運動方向が大幅に乱れ、原子線の収束性が
低下する。■電荷交換器にガスを導入するために真空容
器内を高真空あるいけ超高真空に保つことが困難である
。
何面の大きなガス分子と衝突するために運動エネルギー
の損失が大きい。■質量の大きなガス分子との衝突によ
ってイオンの運動方向が大幅に乱れ、原子線の収束性が
低下する。■電荷交換器にガスを導入するために真空容
器内を高真空あるいけ超高真空に保つことが困難である
。
本発明はこのような従来の問題を解決するものである。
ｃ問題点を解決するための手段〕
本発明は、上記従来の問題を解決するため、正電荷イオ
ンビームの通路中に原子をとじこめるイオン中和器を備
え、正電荷イオンビームを電子に衝突させることによっ
て、収束性の高速原子線を効率良（発生させるものであ
る。
ンビームの通路中に原子をとじこめるイオン中和器を備
え、正電荷イオンビームを電子に衝突させることによっ
て、収束性の高速原子線を効率良（発生させるものであ
る。
以下、本発明の実洩列を笛１図％第２図に基づいて説明
する。
する。
図中、上記従来例と同様の部分には同一符号を付す。す
なわち、ｌはイオンソース、２は静電レンズ％ ３けイ
オンビーム、６は原子線、７はＸ空容器、８は真空ポン
プである。
なわち、ｌはイオンソース、２は静電レンズ％ ３けイ
オンビーム、６は原子線、７はＸ空容器、８は真空ポン
プである。
真空容器７内において、静電レンズ２の後段には、イオ
ン中和器９と、電圧が印加さｎるディフレクタ−１０，
１１が並んで配されている。イオン中和器９の構成をＫ
１図に表わす。図中１２は金属性の円筒状外囲器、１３
は熱電子発生用フィラメント、１４は直流電源％ １５
はフィラメント点火用電源であり、熱電子発生用フづラ
メント１３は、外囲器１２内のほぼ中央部にその中心軸
に対して同心円状に設けられ、かつ外囲器１２と電気的
に絶縁さｎている。フづラメント１３は電源１５によっ
て点火さｎｓ熱電子を放出する。外囲器１２の電位は、
直流電源１４によってフィラメント１３よりも数Ｖ負に
保たれ、これによりフィラメント１３から放出した熱電
子は外囲器１２に吸収さｎることな（、フィラメント１
３の中心部付近に運動エネルギーの極めて小さな電子雲
となって漂っている。
ン中和器９と、電圧が印加さｎるディフレクタ−１０，
１１が並んで配されている。イオン中和器９の構成をＫ
１図に表わす。図中１２は金属性の円筒状外囲器、１３
は熱電子発生用フィラメント、１４は直流電源％ １５
はフィラメント点火用電源であり、熱電子発生用フづラ
メント１３は、外囲器１２内のほぼ中央部にその中心軸
に対して同心円状に設けられ、かつ外囲器１２と電気的
に絶縁さｎている。フづラメント１３は電源１５によっ
て点火さｎｓ熱電子を放出する。外囲器１２の電位は、
直流電源１４によってフィラメント１３よりも数Ｖ負に
保たれ、これによりフィラメント１３から放出した熱電
子は外囲器１２に吸収さｎることな（、フィラメント１
３の中心部付近に運動エネルギーの極めて小さな電子雲
となって漂っている。
次に動作について説明する。
、まず、真空容器７内を真空ポンプ８によって充分に排
気する。そして、イオンソース１で高速の正電荷イオン
ビームを発生させ−こｎを静電レンズ２に道いて収束性
の高速イオンビーム３ トｆル。
気する。そして、イオンソース１で高速の正電荷イオン
ビームを発生させ−こｎを静電レンズ２に道いて収束性
の高速イオンビーム３ トｆル。
こｔ’Ｌｆイオン中和器９内に導く。
中和器９内における）づラメント１３の中心部付近には
、前述したように熱電子が電子共となってぴっでおり、
ここに収束した高速の正電荷イオンビーム３が入射する
。この結果、イオンは電子と衝突して結合し電子線６に
なる。その際、電子の質量がイオンに比べて極めて小さ
いために、電子との衝突によってイオンの運動エネルギ
ーが失わ７することがなく１まだづオンの進行方向が乱
さｎることもない。したがって、原子線６の運動エネル
ギーおよび収束性については、イオン中和器９に入射す
る前のイオンビーム３の運動エネルギーおよび収束性が
維持さｎる。そして、原子線６けディフレクタ−１０，
１１間を通過する。ディフレクタ−１０，１１の間には
電圧が印加さｎてお夛、そｎらの間を通過する高速の原
子線６に残存するイオンがあｎばそｎを除去し、純粋な
高速原子線とする。
、前述したように熱電子が電子共となってぴっでおり、
ここに収束した高速の正電荷イオンビーム３が入射する
。この結果、イオンは電子と衝突して結合し電子線６に
なる。その際、電子の質量がイオンに比べて極めて小さ
いために、電子との衝突によってイオンの運動エネルギ
ーが失わ７することがなく１まだづオンの進行方向が乱
さｎることもない。したがって、原子線６の運動エネル
ギーおよび収束性については、イオン中和器９に入射す
る前のイオンビーム３の運動エネルギーおよび収束性が
維持さｎる。そして、原子線６けディフレクタ−１０，
１１間を通過する。ディフレクタ−１０，１１の間には
電圧が印加さｎてお夛、そｎらの間を通過する高速の原
子線６に残存するイオンがあｎばそｎを除去し、純粋な
高速原子線とする。
ところで、イオン中和器９内にて、正電荷イオンビーム
３が電子雲に衝突する際、電子の運動エネルギーが非常
に小さいために衝突断面積は太きく、イオンと電子の結
合効率が高い。下表１に従来法の電荷交換法と本発明に
よる場合の高速原子線の収束の度合全比較して表わす。
３が電子雲に衝突する際、電子の運動エネルギーが非常
に小さいために衝突断面積は太きく、イオンと電子の結
合効率が高い。下表１に従来法の電荷交換法と本発明に
よる場合の高速原子線の収束の度合全比較して表わす。
表１ 高速原子線のヌポットサイズの比較（注）
（１） イオンビームのエネルギーｈ共に３ＫｅＶ（
２）電荷交換器の出入口の間隔は８（１ｍ（３） イ
オン中和器の入口からディフレクタ−の出口までの距離
は８０ｊＬＩＥ 〔発明の効果〕 以上説明したように、大発明による収束性高速原子線源
は、低エネルギーの熱電子とイオンの結合により原子線
を発生させる構成であるから、収束性の良い高速原子線
を得ることができるとと本に、こｎを超高真空中で動作
させつるという利点がある。
２）電荷交換器の出入口の間隔は８（１ｍ（３） イ
オン中和器の入口からディフレクタ−の出口までの距離
は８０ｊＬＩＥ 〔発明の効果〕 以上説明したように、大発明による収束性高速原子線源
は、低エネルギーの熱電子とイオンの結合により原子線
を発生させる構成であるから、収束性の良い高速原子線
を得ることができるとと本に、こｎを超高真空中で動作
させつるという利点がある。
填１図、筆２図は本考案の一実施例を表わし。
第１図は要部の概略育成図、第２図は全体の概略育成図
、筑３図は従来例の全体の概略構成図である。 ３・・・・・・イオンビーム％ ６・・・・・・収束性
高速原子線、９・・・・・・イオン中和器、１２・・・
・・・外囲器、１３・・・・・・】７３４ 熱電子発生用フィラメント。 第２図 第３図
、筑３図は従来例の全体の概略構成図である。 ３・・・・・・イオンビーム％ ６・・・・・・収束性
高速原子線、９・・・・・・イオン中和器、１２・・・
・・・外囲器、１３・・・・・・】７３４ 熱電子発生用フィラメント。 第２図 第３図
Claims (1)
- 発生させた正電荷イオンビームをイオン中和器内に通し
て、収束性の高速原子線をつくる収束性高速原子線源で
あつて、前記イオン中和器は、中心部を正電荷イオンビ
ームが通る円筒状外囲器と、この外周器の内側に同心円
状に配備されて、熱電子を発生して中心部に電子雲をつ
くる熱電子発生用フィラメントを有して成り、電子雲の
イオンを正電荷イオンビームに捕捉させるようにしたこ
とを特徴とする収束性高速原子線源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20907884A JPS6186699A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 収束性高速原子線源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20907884A JPS6186699A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 収束性高速原子線源 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6186699A true JPS6186699A (ja) | 1986-05-02 |
Family
ID=16566892
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20907884A Pending JPS6186699A (ja) | 1984-10-05 | 1984-10-05 | 収束性高速原子線源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6186699A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63108653A (ja) * | 1986-10-23 | 1988-05-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | イオン中和器 |
| JPH0236150U (ja) * | 1988-08-30 | 1990-03-08 | ||
| US5739528A (en) * | 1995-11-17 | 1998-04-14 | Ebara Corporation | Fast atom beam source |
| CN100367830C (zh) * | 2005-09-27 | 2008-02-06 | 友达光电股份有限公司 | 原子束产生装置及其方法 |
| US7488932B2 (en) | 2005-09-13 | 2009-02-10 | Au Optronics Corp. | Apparatus for producing atomic beam |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5628499A (en) * | 1979-08-16 | 1981-03-20 | Mitsubishi Electric Corp | Neutron particle generator |
-
1984
- 1984-10-05 JP JP20907884A patent/JPS6186699A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5628499A (en) * | 1979-08-16 | 1981-03-20 | Mitsubishi Electric Corp | Neutron particle generator |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63108653A (ja) * | 1986-10-23 | 1988-05-13 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | イオン中和器 |
| JPH0236150U (ja) * | 1988-08-30 | 1990-03-08 | ||
| US5739528A (en) * | 1995-11-17 | 1998-04-14 | Ebara Corporation | Fast atom beam source |
| US7488932B2 (en) | 2005-09-13 | 2009-02-10 | Au Optronics Corp. | Apparatus for producing atomic beam |
| CN100367830C (zh) * | 2005-09-27 | 2008-02-06 | 友达光电股份有限公司 | 原子束产生装置及其方法 |
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