JPS6322405B2 - - Google Patents
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- JPS6322405B2 JPS6322405B2 JP13926181A JP13926181A JPS6322405B2 JP S6322405 B2 JPS6322405 B2 JP S6322405B2 JP 13926181 A JP13926181 A JP 13926181A JP 13926181 A JP13926181 A JP 13926181A JP S6322405 B2 JPS6322405 B2 JP S6322405B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J27/00—Ion beam tubes
- H01J27/02—Ion sources; Ion guns
- H01J27/20—Ion sources; Ion guns using particle beam bombardment, e.g. ionisers
- H01J27/22—Metal ion sources
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はイオンマイクロアナライザー等に使用
して最適なセシウムイオン源に関し、特に取扱い
の容易なセシウムイオン源に関する。
して最適なセシウムイオン源に関し、特に取扱い
の容易なセシウムイオン源に関する。
イオンマイクロアナライザーにおいて試料表面
に一次イオンを照射し、該表面より二次的に放出
されるイオンを分析しているが、この分析精度を
向上させるためには、より多くの二次イオンを試
料から放出させることが望ましい。この二次イオ
ンの放出量を増加させるために一次イオン種とし
て酸素イオンあるいはセシウムイオンを利用する
と効果があることが知られているが、該酸素イオ
ンは正イオンを該セシウムイオンは負イオンの放
出量を増加させる。従来のセシウムイオン源は金
属セシウムを周囲にヒーターが巻回された容器に
入れて加熱し、蒸発したセシウムを多孔質の高温
に保たれたタングステン製の電離栓に導き、該電
離栓を通過させることによつてセシウムをイオン
化するようにしている。又他のセシウムイオン源
においては、先端部に強電界が形成されたキヤピ
ラリーエミツターに液状のセシウムを供給し、該
エミツター先端において、該強電界により液状セ
シウムを蒸発、イオン化するようにしている。
に一次イオンを照射し、該表面より二次的に放出
されるイオンを分析しているが、この分析精度を
向上させるためには、より多くの二次イオンを試
料から放出させることが望ましい。この二次イオ
ンの放出量を増加させるために一次イオン種とし
て酸素イオンあるいはセシウムイオンを利用する
と効果があることが知られているが、該酸素イオ
ンは正イオンを該セシウムイオンは負イオンの放
出量を増加させる。従来のセシウムイオン源は金
属セシウムを周囲にヒーターが巻回された容器に
入れて加熱し、蒸発したセシウムを多孔質の高温
に保たれたタングステン製の電離栓に導き、該電
離栓を通過させることによつてセシウムをイオン
化するようにしている。又他のセシウムイオン源
においては、先端部に強電界が形成されたキヤピ
ラリーエミツターに液状のセシウムを供給し、該
エミツター先端において、該強電界により液状セ
シウムを蒸発、イオン化するようにしている。
上述したセシウムイオン源はいずれも金属セシ
ウムを使用しているが、この金属セシウムは空気
に触れると激しく反応し、甚だ危険な物質であ
る。従つてその取扱いには十分な注意が必要であ
ると共に、金属セシウムをイオン源に装填する際
には該セシウムが空気に触れないようにするた
め、イオン源の構造に特別な工夫が必要となり、
該構造が複雑とならざるを得ない。
ウムを使用しているが、この金属セシウムは空気
に触れると激しく反応し、甚だ危険な物質であ
る。従つてその取扱いには十分な注意が必要であ
ると共に、金属セシウムをイオン源に装填する際
には該セシウムが空気に触れないようにするた
め、イオン源の構造に特別な工夫が必要となり、
該構造が複雑とならざるを得ない。
本発明は上述した点に鑑みてなされたもので、
取扱いが容易で構造が簡単なセシウムイオン源を
提供することを目的としている。
取扱いが容易で構造が簡単なセシウムイオン源を
提供することを目的としている。
本発明に基づくセシウムイオン源はセシウム化
合物と、高温下において該セシウム化合物と反応
して金属セシウムを生成する添加物との混合材料
を電子ビーム衝撃によつて加熱し、該混合材料を
熔融、蒸発させ、生じた金属セシウムを電子ビー
ム衝撃によつてイオン化するようにしている。
合物と、高温下において該セシウム化合物と反応
して金属セシウムを生成する添加物との混合材料
を電子ビーム衝撃によつて加熱し、該混合材料を
熔融、蒸発させ、生じた金属セシウムを電子ビー
ム衝撃によつてイオン化するようにしている。
例えばCsMo，CsCl等のセシウム化合物は空気
中においても極めて安定な物質である。このよう
なセシウム化合物とある種の添加物を混合し、加
熱すると、該セシウム化合物と添加物とは反応
し、金属セシウム（Cs）が生成される。本発明
の特徴はこのような過程で生成したセシウムをイ
オン化する点にあり、更にセシウム化合物と添加
物との混合材料を電子ビームによつて局所的に加
熱し微小部分から高精度のセシウムイオンを発生
させる点にある。その結果本発明においてはイオ
ン源へは空気中で安定なセシウム化合物を装填す
ることができ、金属セシウムを装填するようにし
た従来のセシウムイオン源に比し、取扱いが容易
で構造も簡単となる。尚本発明におけるセシウム
化合物と添加物との組合せの一例を次に示す。
中においても極めて安定な物質である。このよう
なセシウム化合物とある種の添加物を混合し、加
熱すると、該セシウム化合物と添加物とは反応
し、金属セシウム（Cs）が生成される。本発明
の特徴はこのような過程で生成したセシウムをイ
オン化する点にあり、更にセシウム化合物と添加
物との混合材料を電子ビームによつて局所的に加
熱し微小部分から高精度のセシウムイオンを発生
させる点にある。その結果本発明においてはイオ
ン源へは空気中で安定なセシウム化合物を装填す
ることができ、金属セシウムを装填するようにし
た従来のセシウムイオン源に比し、取扱いが容易
で構造も簡単となる。尚本発明におけるセシウム
化合物と添加物との組合せの一例を次に示す。
CsMo＋Ti
CsCl＋Ca
Cs2Cr4O3＋Si
CsI＋Ｗ
以下本発明の実施例を添付図面に基づき詳述す
る。
る。
第１図において１は正の高電圧が印加される電
極であり、該電極１により棒状のエミツター２が
支持されている。該棒状のエミツター２は例えば
粉末状のセシウム化合物CsMoと同じく粉末状の
添加物Tiを混合し、この混合材料を加圧成形し
て形成される。該エミツター２に接近してイオン
の引出し電極３が配置され、該引出し電極３の下
部には加熱電源４から加熱電流が供給される螺旋
状のフイラメント５、更には接地電位の陰極６が
配置される。該電極１及びエミツター２には高電
圧電源７から正の高電圧が印加され、又該引出し
電極３及びフイラメント５には例えば100V程度
の電圧が電源８から印加される。
極であり、該電極１により棒状のエミツター２が
支持されている。該棒状のエミツター２は例えば
粉末状のセシウム化合物CsMoと同じく粉末状の
添加物Tiを混合し、この混合材料を加圧成形し
て形成される。該エミツター２に接近してイオン
の引出し電極３が配置され、該引出し電極３の下
部には加熱電源４から加熱電流が供給される螺旋
状のフイラメント５、更には接地電位の陰極６が
配置される。該電極１及びエミツター２には高電
圧電源７から正の高電圧が印加され、又該引出し
電極３及びフイラメント５には例えば100V程度
の電圧が電源８から印加される。
上述した如き構成のイオン源においてフイラメ
ント５から発生した電子は電界が集中しているエ
ミツター２の先端部に集中的に照射され、該先端
部を加熱する。その結果該先端部においてエミツ
ターを構成するセシウム化合物と添加物の混合材
料は熔融し、そして蒸発する。この過程でセシウ
ム化合物と添加物とは反応し、セシウムが生成さ
れる。該生成したセシウムは更に電子ビームによ
つて照射されイオン化される。該セシウムイオン
は引出し電極３によつて引出され、陰極６によつ
て加速されて、該陰極の開口９からイオンビーム
として取り出される。尚この実施例においては該
セシウム化合物が絶縁物であるため、エミツター
が電子ビームの照射によつて帯電しないよう該エ
ミツターが導電性を有する程度までセシウム化合
物中に導電性の添加物を含ませる必要がある。
ント５から発生した電子は電界が集中しているエ
ミツター２の先端部に集中的に照射され、該先端
部を加熱する。その結果該先端部においてエミツ
ターを構成するセシウム化合物と添加物の混合材
料は熔融し、そして蒸発する。この過程でセシウ
ム化合物と添加物とは反応し、セシウムが生成さ
れる。該生成したセシウムは更に電子ビームによ
つて照射されイオン化される。該セシウムイオン
は引出し電極３によつて引出され、陰極６によつ
て加速されて、該陰極の開口９からイオンビーム
として取り出される。尚この実施例においては該
セシウム化合物が絶縁物であるため、エミツター
が電子ビームの照射によつて帯電しないよう該エ
ミツターが導電性を有する程度までセシウム化合
物中に導電性の添加物を含ませる必要がある。
第２図は本発明の他の実施例を示しており、図
中１１はタンタルあるいはタングステンの如き金
属で形成された容器であり、該容器１１の一方の
端部１２は細くされ、例えば0.1mm程度の細孔１
３が該端部１２に穿たれている。該容器の端部１
２に接近して開口１４を有した電極１５が配置さ
れている。該容器１１は第１の電源１６によつて
高電圧V1が印加されており、該電極１５には第
２の電源１７によつて電圧V2が印加されている。
該電極１５の該容器１１とは反対側には螺旋状の
フイラメント１８が配置されており、更には発生
したイオンを加速するための接地電位にされた加
速電極１９が配置されている。該電極１９にはイ
オンビームの射出角を制限する絞り板２０が固定
されており、又絶縁碍子２１を介してグリツド２
２が固定されている。該グリツド２２と加速電極
１９との間には適宜なる電源から数十ボルト程度
の電圧が印加されており、この結果加速電極１９
あるいは絞り板２０にイオンが衝突することによ
つて発生する電子が前記容器１１、電極１５へ向
うことが阻止される。更に該加速電極１９には碍
子２１の内側に導電性シールドリング２３が配置
されており、イオンの衝突によつて加速電極１
９、あるいは絞り板２０からのスパツタされた粒
子が碍子２１に付着し、該加速電極１９とグリツ
ド２２との間の絶縁不良が生じるのを防止してい
る。
中１１はタンタルあるいはタングステンの如き金
属で形成された容器であり、該容器１１の一方の
端部１２は細くされ、例えば0.1mm程度の細孔１
３が該端部１２に穿たれている。該容器の端部１
２に接近して開口１４を有した電極１５が配置さ
れている。該容器１１は第１の電源１６によつて
高電圧V1が印加されており、該電極１５には第
２の電源１７によつて電圧V2が印加されている。
該電極１５の該容器１１とは反対側には螺旋状の
フイラメント１８が配置されており、更には発生
したイオンを加速するための接地電位にされた加
速電極１９が配置されている。該電極１９にはイ
オンビームの射出角を制限する絞り板２０が固定
されており、又絶縁碍子２１を介してグリツド２
２が固定されている。該グリツド２２と加速電極
１９との間には適宜なる電源から数十ボルト程度
の電圧が印加されており、この結果加速電極１９
あるいは絞り板２０にイオンが衝突することによ
つて発生する電子が前記容器１１、電極１５へ向
うことが阻止される。更に該加速電極１９には碍
子２１の内側に導電性シールドリング２３が配置
されており、イオンの衝突によつて加速電極１
９、あるいは絞り板２０からのスパツタされた粒
子が碍子２１に付着し、該加速電極１９とグリツ
ド２２との間の絶縁不良が生じるのを防止してい
る。
上述した如き構成において、容器１には例えば
ヨウ化セシウムとタングステンとの混合材料２４
が入れられる。ここで容器１１と電極１５との間
の電位差（V1−V2）は例えば数百ボルトにされ
ており、容器１１の正電位は電極１５の開口１４
を通つてフイラメント側ににじみ出るようにされ
ている。又該容器１１の周辺の電界は細くされた
端部１２の近傍に集中している。この結果フイラ
メント１８を加熱することによつて発生した電子
は容器１１と電極１５との間の電界によつて収束
され更に加速されて電界が集中している端部１２
に衝突し、その部分を加熱する。この容器１１の
端部１２が加熱されることに伴い、該容器内部の
端部付近の材料２４は融け始め、その一部は端部
１２に穿たれた細孔１３を通つて容器１１の先端
に流れ出す。容器１１の先端部に達したイオン化
物質の液体は容器１１と電極１５との間に印加さ
れている電圧によつて生じる電界による静電応力
と液体自身の表面張力との均衡を保つ形状とな
る。この形状は略円錐に近く、従つて、電界は円
錐状液体の鋭い先端部に集中する。この結果動作
の初期にはフイラメント１８からの電子は容器１
１の端部１２を加熱し、材料２４を融点まで加熱
することになるが、材料２４の一部が液化して容
器１１の先端部に流れ出し円錐状となつた後には
電子はこの円錐先端部に集中的に衝突することに
なる。該電子の衝突によつて円錐先端の液状材料
の温度は更に上昇して沸点に達すると、該材料は
蒸発を始める。この過程でセシウムが生成される
が生成したセシウムは高密度の電子束の中にある
ので、電子と衝突しイオン化する。該発生したセ
シウムイオンは液状円錐の先端付近の強い電界に
よつて加速され、電極１５の開口１４を通過し、
更には加速電極１９の作用によつて加速され、絞
り板２０によつて制限された射出角のイオンビー
ムが得られる。
ヨウ化セシウムとタングステンとの混合材料２４
が入れられる。ここで容器１１と電極１５との間
の電位差（V1−V2）は例えば数百ボルトにされ
ており、容器１１の正電位は電極１５の開口１４
を通つてフイラメント側ににじみ出るようにされ
ている。又該容器１１の周辺の電界は細くされた
端部１２の近傍に集中している。この結果フイラ
メント１８を加熱することによつて発生した電子
は容器１１と電極１５との間の電界によつて収束
され更に加速されて電界が集中している端部１２
に衝突し、その部分を加熱する。この容器１１の
端部１２が加熱されることに伴い、該容器内部の
端部付近の材料２４は融け始め、その一部は端部
１２に穿たれた細孔１３を通つて容器１１の先端
に流れ出す。容器１１の先端部に達したイオン化
物質の液体は容器１１と電極１５との間に印加さ
れている電圧によつて生じる電界による静電応力
と液体自身の表面張力との均衡を保つ形状とな
る。この形状は略円錐に近く、従つて、電界は円
錐状液体の鋭い先端部に集中する。この結果動作
の初期にはフイラメント１８からの電子は容器１
１の端部１２を加熱し、材料２４を融点まで加熱
することになるが、材料２４の一部が液化して容
器１１の先端部に流れ出し円錐状となつた後には
電子はこの円錐先端部に集中的に衝突することに
なる。該電子の衝突によつて円錐先端の液状材料
の温度は更に上昇して沸点に達すると、該材料は
蒸発を始める。この過程でセシウムが生成される
が生成したセシウムは高密度の電子束の中にある
ので、電子と衝突しイオン化する。該発生したセ
シウムイオンは液状円錐の先端付近の強い電界に
よつて加速され、電極１５の開口１４を通過し、
更には加速電極１９の作用によつて加速され、絞
り板２０によつて制限された射出角のイオンビー
ムが得られる。
このように上述した実施例においては、高密度
の電子を円錐状の液体イオン化材料の鋭くされた
先端部に集中的に衝突させることができ、微小部
分から高密度のイオンを発生きせることができ
る。又電子線発生フイラメント１８はイオンの発
生点からは電極１５の影の下に配置されているた
め、該イオンの発生点から該フイラメント１８に
向うイオンは電極１５によつて阻止され、該フイ
ラメントの汚染は防止される。
の電子を円錐状の液体イオン化材料の鋭くされた
先端部に集中的に衝突させることができ、微小部
分から高密度のイオンを発生きせることができ
る。又電子線発生フイラメント１８はイオンの発
生点からは電極１５の影の下に配置されているた
め、該イオンの発生点から該フイラメント１８に
向うイオンは電極１５によつて阻止され、該フイ
ラメントの汚染は防止される。
第３図は第２図に示した実施例における容器１
１の部分を変形させた実施例を示している。第３
図において容器１１の細孔１３を貫通して金属棒
２５が配置されており、該金属棒２５の一端は容
器１１に固定され、他端は鋭い針状にされてい
る。該金属棒２５の針状端部は細孔１３を貫通し
て僅かに容器１１から電極１５側に突出してい
る。この結果フイラメント１８から発生した電子
は電界が集中している該金属棒２５の針状先端部
に衝突し、金属棒２５を介して材料２４をその融
点にまで加熱する。該加熱により融けて液状とな
つた材料は金属棒２５の先端部に流れ出し、該先
端部における電子衝撃によつて更に加熱され蒸発
し、第２の実施例と同様にイオン化される。
１の部分を変形させた実施例を示している。第３
図において容器１１の細孔１３を貫通して金属棒
２５が配置されており、該金属棒２５の一端は容
器１１に固定され、他端は鋭い針状にされてい
る。該金属棒２５の針状端部は細孔１３を貫通し
て僅かに容器１１から電極１５側に突出してい
る。この結果フイラメント１８から発生した電子
は電界が集中している該金属棒２５の針状先端部
に衝突し、金属棒２５を介して材料２４をその融
点にまで加熱する。該加熱により融けて液状とな
つた材料は金属棒２５の先端部に流れ出し、該先
端部における電子衝撃によつて更に加熱され蒸発
し、第２の実施例と同様にイオン化される。
第１図乃至第３図は夫々本発明の一実施例を示
す図である。 １…電極、２…エミツター、３…引出し電極、
４…加熱電源、５…フイラメント、６…陰極、７
…高電圧電源、８…電源、９…開口。
す図である。 １…電極、２…エミツター、３…引出し電極、
４…加熱電源、５…フイラメント、６…陰極、７
…高電圧電源、８…電源、９…開口。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ セシウム化合物と、高温下において該セシウ
ム化合物と反応して金属セシウムを生成する添加
物との混合材料を電子ビーム衝撃によつて加熱す
るように構成し、該混合材料を熔融、蒸発させ、
生じた金属セシウムを電子ビーム衝撃によつてイ
オン化するようにしたセシウムイオン源。 ２ セシウム化合物と、高温下において該セシウ
ム化合物と反応して金属セシウムを生成する添加
物との混合材料を加圧成形して棒状エミツターと
し、該エミツター先端部に電子ビームを衝撃する
ようにした特許請求の範囲第１項記載のセシウム
イオン源。 ３ 先端部に細孔を有した導電性材料で形成され
た容器の内部にセシウム化合物と、高温下におい
て該セシウム化合物と反応して金属セシウムを生
成する添加物とを混合して入れ、該容器の先端部
に電子ビームを衝撃するようにした特許請求の範
囲第１項記載のセシウムイオン源。 ４ 該容器の細孔を貫通して導電性の針状部材を
配置した特許請求の範囲第３項記載のセシウムイ
オン源。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13926181A JPS5842149A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | セシウムイオン源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13926181A JPS5842149A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | セシウムイオン源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5842149A JPS5842149A (ja) | 1983-03-11 |
| JPS6322405B2 true JPS6322405B2 (ja) | 1988-05-11 |
Family
ID=15241164
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13926181A Granted JPS5842149A (ja) | 1981-09-04 | 1981-09-04 | セシウムイオン源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842149A (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60153450A (ja) * | 1984-01-23 | 1985-08-12 | Izumi Jidosha Kogyo Kk | 断熱エンジン用ピストン |
| JPS60175750A (ja) * | 1984-02-23 | 1985-09-09 | Ngk Insulators Ltd | セラミツクス鋳ぐるみピストン |
| JPH0760651B2 (ja) * | 1985-02-22 | 1995-06-28 | 株式会社日立製作所 | 表面電離型イオン源 |
| JPH0722843Y2 (ja) * | 1989-09-08 | 1995-05-24 | 日新ハイボルテージ株式会社 | プラズマスパッタ型負イオン源 |
| JP2583445Y2 (ja) * | 1991-07-30 | 1998-10-22 | 京セラ株式会社 | セラミック軸体と金属筒体との接合体 |
-
1981
- 1981-09-04 JP JP13926181A patent/JPS5842149A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5842149A (ja) | 1983-03-11 |
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