SU669982A1 - Method of generating negative ions - Google Patents
Method of generating negative ionsInfo
- Publication number
- SU669982A1 SU669982A1 SU762352046A SU2352046A SU669982A1 SU 669982 A1 SU669982 A1 SU 669982A1 SU 762352046 A SU762352046 A SU 762352046A SU 2352046 A SU2352046 A SU 2352046A SU 669982 A1 SU669982 A1 SU 669982A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- negative ions
- ions
- electrons
- electrode
- selection
- Prior art date
Links
Landscapes
- Electron Sources, Ion Sources (AREA)
Description
1one
Изобретение относитс к области технической физики и может быть использовано при конструировании источников отрицательных ионов и электронThe invention relates to the field of technical physics and can be used in the design of sources of negative ions and electrons.
В суэвременных газоразр дных источниках отрицательных ионов отбор отрицательных ионов производитс с помощью , выт гивающего электрического пол через отверстие, выполненное в аноде источника отрицательных ионов 1 .In su-evaporating gas-discharge sources of negative ions, the selection of negative ions is performed by drawing an electric field through an opening made in the anode of the source of negative ions 1.
Известный способ отбора отрицательных ионов не позвол ет получить пучки отрицательных ионов с малым энергетическим -разбросом ионов при малом сопутствующем токе электронов ез дополнительных специальных устройств . .The known method of selection of negative ions does not allow obtaining beams of negative ions with a small energy spread of ions with a small accompanying current of electrons without additional special devices. .
- Наиболее близким к данному техническому решению вл етс способ получени и отбора отрицательных ионов путем зажигани газового разр да в камере с электродами и диафрагмами и отбор отрицательных ионов через отверстие эмиссии в одном из электродов 2 .- The closest to this technical solution is the method of obtaining and selecting negative ions by firing a gas discharge in a chamber with electrodes and diaphragms and selecting negative ions through an emission hole in one of the electrodes 2.
Однако существующий способ не позвол ет производить отбор отрицагельнй .ч ионов из упом нутой камеры However, the existing method does not allow the selection of the otg. Gel ions from the chamber.
с устойчивым ионоэнергетическим составом.и не ограничивает количество сопутствующих электронов.with a stable ionoenergetic composition. and does not limit the number of associated electrons.
Это обусловлено тем, что отрицательные ионы и электроны, образовавшиес в различных част х газового разр да на участке между катодом и анодом разр да, ускор ютс в электрическом поле разр да по направлению к аноду и приобретают за счет указанного ускорени энергию. В результате у поверхности анода в области отверсти дл отбора отрицательных ионов собираютс отрицательные ионы и электроны с различными энерги ми. Наружное выт гивающее электрическое поле, проникающее через отверстие в аноде, захватывает отрицательные ионы и электроны и ускор ет их по направлению от упом нутой камеры. Совпадение направлени электрического пол газовоР разр да с направлением выт гивающего электрического пол не позвол ет получить пучок с устойчивым моноэнергетическим распределением отрицательных ионов и не способствует ограничению количества сопутствующих электронов . При этом неустойчивости, возникающие на различных участках газового разр да, внос т соответствующие изменени в энергетическое распределение отрицательных ионов и электрон Неустойчивость и большое значение энергетического разброса отрицательных ионов в пучке создают определенные трудности в использовании таких пучков особенно в. массспектроскопии отрицательных ионов, а наличие большого количества сопутствующих электронов понижает эффективность устройства и обусловливает рентгеновское излучение в устройствах, где примен етс указанный способ отбора отрицательных ионов.This is due to the fact that negative ions and electrons formed in different parts of the gas discharge in the area between the cathode and the anode of the discharge are accelerated in the discharge electric field towards the anode and acquire energy due to this acceleration. As a result, negative ions and electrons with different energies are collected at the surface of the anode in the region of the hole for the selection of negative ions. An external stretching electric field, penetrating through a hole in the anode, captures negative ions and electrons and accelerates them in the direction away from the chamber. The coincidence of the direction of the electric field of the gas-discharge with the direction of the pulling electric field does not allow one to obtain a beam with a stable monoenergetic distribution of negative ions and does not contribute to limiting the number of associated electrons. At the same time, the instabilities arising in different parts of the gas discharge make the corresponding changes in the energy distribution of negative ions and the electron. The instability and the great importance of the energy spread of negative ions in the beam create certain difficulties in using such beams especially. mass spectroscopy of negative ions, and the presence of a large number of accompanying electrons reduces the efficiency of the device and causes x-rays in devices that use the specified method of selecting negative ions.
Цель изобретени - уменьшение количества сопутствующих электронов и разброса выт гиваемых ионов по энергии .The purpose of the invention is to reduce the number of associated electrons and the energy spread of the extracted ions.
Поставленна цehь достигаетс тем что разр д зажигают между диафрагмой расположенной у электрода с эмиссион ным отверстием, и другим электродом, причем на последний подают положительный потенциал, а на электрод с эмиссионным отверстием подают отрицательный потенциал относительно указанной диафрагмы, величина которого обеспечивает вторичную ионоэлектронную эмиссию с поверхности электрода.The delivered circuit is achieved by the fact that the discharge is ignited between the diaphragm located at the electrode with the emission orifice and another electrode, the positive potential being applied to the latter, and the negative potential is applied to the electrode with the emission orifice, the magnitude of which provides secondary ion emission from the surface electrode.
При таком направлении электрическ го пол вблизи указанной поверхности отрицательные ионы,и электроны, образованные в газоразр дной плазме, отталкиваютс от этой поверхности и наоборот, положительные ионы ускор ютс в направлении упом нутой поверхности и бомбардируют ее. В результате бомбардировки у поверхности стенки образуетс некоторое количество вторичных электронов. При взаимодействии частиц плазмы с указанньми электронами, а также за счет других возможных процессов, образуютс отрицательные ионы. Некотора часть указанных отрицательных ионов и электронов захватываетс выт гивающим электрическим полем через отверстие дл отбора отрицательных ионов и ускор етс по направлению от упом нутой камеры,Отбор отрицательны ионов при этом производитс из весьм тонкого сло плазмы,расположенного у внутренней поверхности стенки камеры Падение потенциала в таком cлoeJ как правило,мало и поэтому энергетический разброс отобранных отрицательных ионов так же мал,Соответственно по той же причине количество сопутствующих электронов минимально,а их энертетическое распределение так же малоIn such a direction of the electric field near the specified surface, negative ions and electrons formed in the gas-discharge plasma repel this surface and, conversely, positive ions are accelerated in the direction of the surface and bombard it. As a result of the bombardment, a number of secondary electrons are formed at the surface of the wall. When plasma particles interact with these electrons, as well as due to other possible processes, negative ions are formed. Some of these negative ions and electrons are captured by a pulling electric field through a hole for the selection of negative ions and accelerated in the direction from the chamber. Selection of negative ions is performed from the entire thin plasma layer located at the inner surface of the chamber wall. as a rule, small and, therefore, the energy spread of the selected negative ions is also small, Accordingly, for the same reason, the number of associated electrons is minimal but their energy distribution is as little
На чертеже изображен источник отрицательных ионов, в работа которого использован предложенный способ отбора отрицательных ионов.The drawing shows the source of negative ions, the work of which used the proposed method of selection of negative ions.
Источник отрицательных ионов содержит камеру 1, диафрагму 2 и 3, The source of negative ions contains chamber 1, aperture 2 and 3,
анод 4, электрод с эмиссионным отвертием 5, выт гивающий электрод 6 и источники тока 7, 8. и 9.anode 4, an electrode with an emission hole 5, a pulling electrode 6, and current sources 7, 8. and 9.
Камера 1 предназначена дл получени газоразр дной плазмы, диафрагма 3 и анод 4-дл поддержании газового разр да, диафрагма с отверстием 2-дл фиксировани плазменного образовани 10, стенка электрода 5 вы .полнена из материала, обеспечивающего вторичную электронную эмиссию дл создани благопри тных условий при образовании отрицательных ионов |В области отверсти дл отбора отрит цательных ионов, выт гивающий электрод 6-дл выт гивани отрицательных ионов из камеры 1 и ускорени их в направлении от указанной камеры.Chamber 1 is designed to produce gas-discharge plasma, diaphragm 3 and anode 4-to maintain gas discharge, diaphragm with aperture 2-to fix plasma formation 10, the electrode wall 5 is filled with material that provides secondary electron emission to create favorable conditions in the formation of negative ions | In the region of the aperture for the selection of negative ions, the pulling electrode 6-is used to draw negative ions from chamber 1 and accelerate them in the direction from the indicated chamber.
Дл осуществлени предложенного способа отбора отрицательных ионов и камеры 1, в которой с помощью источника тока 7 между диафрагмой 3 и анодом 4 .поддерживают газовый разр д,пр этом у отверсти диафрагмы 2 образуетс свет щеес плазменное образование . Между диафрагмой. 3 и стенкой электрода 5 поддерживают разность потенциалов с помощью источника тока 8, при этом соединение источника тока 7 и 8 - последовательное.In order to implement the proposed method of selecting negative ions and the camera 1, in which a current source 7 between the diaphragm 3 and the anode 4 supports gas discharge, a light plasma formation is formed at the aperture of the diaphragm 2. Between aperture. 3 and the wall of the electrode 5 support the potential difference using a current source 8, while the connection of the current source 7 and 8 is consistent.
При поддержании электрического потенциала на внутренней поверхности стенки электрода 5 ниже, чем потенциал плазмы 10. в области отверсти дл отбора отрицательных ионов, отрицательно зар женные частицы, образованные в плазме 10, не в состо нии попасть в область отверсти дл отбора отрицательных ионов, а положительные ионы из плазмы 10 двигаютс по. направлению к отверстию от;бора .отрицательных ионов и бомба;рдируют его поверхность, а также поверхность стенки электрода 5.-В результате бомбардировки ионами внутренней поверхности стенки электрода 5 при рекомбинации ионов у поверхности стенки возникает некоторое количество вторичных электронов, Наличие у поверхности стенки камеры в области отверсти дл отбора отрицательных ионов вторичных электронов, положительных ионов, различных атомов и молекул с различными уровн ми возбуждени способствует интенсивному образованию отрицательных ионов в указанной области.While maintaining the electric potential on the inner surface of the wall of the electrode 5 is lower than the potential of the plasma 10. In the region of the aperture for the selection of negative ions, the negatively charged particles formed in the plasma 10 are not able to get into the region of the aperture for the selection of negative ions, but positive ions from plasma 10 move along. towards the hole from; boron. negative ions and bomb; rdirut its surface, as well as the surface of the electrode wall 5.-As a result of ion bombardment of the inner surface of the wall of electrode 5, when ions recombine, a certain number of secondary electrons appear at the wall surface in the area of the hole for the selection of negative ions of secondary electrons, positive ions, various atoms and molecules with different levels of excitation contributes to the intensive formation of negative valuable ions in the specified area.
Образованные отрицательные ионы у отверсти дл отбора отрицательных ионов выт гивают из камеры с помощью электрического пол , поддерживаемого источником тока 9 между наружной поверхностью стенки электрода 5 и выт гивающим электродом 6 сГ более высоким электрическим потенциалом, чем потенциал на наружной поверхности стенки электрода 5. Отрищтельные ионы с сопутствующими электроThe negative ions formed at the negative ion extraction hole are pulled out of the chamber using an electric field maintained by a current source 9 between the outer surface of the wall of the electrode 5 and the pulling electrode 6 with a higher electrical potential than the potential on the outer surface of the wall of the electrode 5. Negative ions with related electro
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU762352046A SU669982A1 (en) | 1976-04-26 | 1976-04-26 | Method of generating negative ions |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU762352046A SU669982A1 (en) | 1976-04-26 | 1976-04-26 | Method of generating negative ions |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU669982A1 true SU669982A1 (en) | 1979-12-30 |
Family
ID=20658504
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU762352046A SU669982A1 (en) | 1976-04-26 | 1976-04-26 | Method of generating negative ions |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU669982A1 (en) |
-
1976
- 1976-04-26 SU SU762352046A patent/SU669982A1/en active
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Ehlers | Design considerations for high-intensity negative ion sources | |
| US4377773A (en) | Negative ion source with hollow cathode discharge plasma | |
| JP2002117780A (en) | Ion source for ion implantation device and repeller for it | |
| SE8801144D0 (en) | IMPROVED WIRE ION PLASMA GUN | |
| US4541890A (en) | Hall ion generator for working surfaces with a low energy high intensity ion beam | |
| US5391962A (en) | Electron beam driven negative ion source | |
| US4737688A (en) | Wide area source of multiply ionized atomic or molecular species | |
| SE8700017D0 (en) | ION PLASMA ELECTRON GUN | |
| SU669982A1 (en) | Method of generating negative ions | |
| US3610985A (en) | Ion source having two operative cathodes | |
| Lejeune | Theoretical and experimental study of the duoplasmatron ion source: Part II: Emisive properties of the source | |
| US4939425A (en) | Four-electrode ion source | |
| US4087720A (en) | Multi-beam, multi-aperture ion sources of the beam-plasma type | |
| US3546513A (en) | High yield ion source | |
| US2909697A (en) | Apparatus for producing ions of a given element | |
| RU2022392C1 (en) | Oxygen or halogen negative ion source | |
| SU865110A1 (en) | Impulse source of neutrons | |
| Belchenko et al. | H-production in pure hydrogen discharges of surface-plasma sources | |
| JPH10275566A (en) | Ion source | |
| Delmore et al. | An autoneutralizing neutral molecular beam gun | |
| SU908193A1 (en) | Ion source | |
| RU2030015C1 (en) | Hollow cathode of plasma ion emitter | |
| Ciuti | A study of ion beams produced by a duoplasmatron ion source | |
| RU2114482C1 (en) | Ion source with peripheral magnetic field | |
| SU1107707A1 (en) | Method and apparatus for producing negative ions |