Приборы с ионным пучком: .ионные источники, ионные пушки – H01J 27/02

Изобретение относится к области плазменных двигателей. Устройство содержит, по меньшей мере: один главный кольцевой канал (21) ионизации и ускорения, при этом кольцевой канал (21) имеет открытый конец, анод (26), находящийся внутри канала (21), катод (30), находящийся снаружи канала на его выходе, магнитную цепь (4) для создания магнитного поля в части кольцевого канала (21). Магнитная цепь содержит, по меньшей мере, кольцевую внутреннюю стенку (22), кольцевую наружную стенку (23) и дно (8), соединяющее внутреннюю (22) и наружную (23) стенки и образующее выходную часть магнитной цепи (4), при этом магнитная цепь (4) выполнена с возможностью создания на выходе кольцевого канала (21) магнитного поля, не зависящего от азимута. Технический результат - повышение вероятности ионизирующих столкновений между электронами и атомами инертного газа. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области приборостроения. Технический результат - увеличение светосилы ионного источника тлеющего разряда за счет уменьшения диффузионных потерь ионов в разрядной камере. Источник тлеющего разряда содержит размещенные с зазором и соосно цилиндрические полый анод, имеющий профилированную донную часть, и полый катод, размещенный в полости анода со стороны его открытого торца, совместно образующие разрядную камеру. Выходом камеры является осевое отверстие для вытягивания ионов и откачки, образованное в донной части полого анода. Профиль донной части анода выполнен с возможностью одновременной самофокусировки электронного потока из полого катода в зону осевого отверстия разрядной камеры и формирования параболического электрического поля на выходе из камеры, при этом донная часть анода, обращенная внутрь камеры, имеет форму выпуклого конуса, а обращенная наружу - поверхность вогнутой сферической формы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к физике взаимодействия ионов с поверхностью вещества. В предлагаемом устройстве в качестве источника десорбирующих ионов (ДИ) предлагается использовать комплекс, состоящий из жидкостного ионного источника, генерирующего многозарядные полиатомные ионы, магнитного сепаратора для выделения необходимого компонента из спектра рождающихся ионов и системы фокусировки и ускорения для формирования пучка ДИ, бомбардирующих нанодисперсную мишень. Нанокластерные ионы (НКИ), десорбированные с поверхности мишени ускоряют в направлении облучаемого объекта. Время-пролетная размерная селекция НКИ осуществляется с помощью высоковольтного фильтра на выходе ускорительной ступени НКИ, работающего синхронно с прерывателем пучка ДИ на входе в ускорительную ступень ДИ. Техническим результатом является получение интенсивных пучков ускоренных размерно-селективных НКИ в широком диапазоне размеров при малом расходе вещества на установке лабораторного размещения без использования радиоактивных изотопов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к технике получения электронных и ионных пучков и может быть использовано в электронных и ионных источниках, генерирующих пучки с большим поперечным сечением. Плазменный эмиттер заряженных частиц содержит разрядную камеру с осевым отверстием и каналом напуска газа, формирователь в виде полого цилиндра, эмиссионный электрод, кольцо, размещенное внутри формирователя, и источник напряжения для поддержания потенциала кольца независимо от потенциала формирователя. Кольцо выполнено в виде нескольких электрически изолированных электродов, образованных в результате рассечения по образующим полого усеченного конуса, обращенного торцом меньшего диаметра в сторону отверстия разрядной камеры, и закрепленных симметрично оси эмиттера с возможностью изменения угла наклона к ней и регулирования их электрического потенциала. Технический результат увеличение энергетической эффективности плазменного эмиттера при формировании пучков заряженных частиц с различной формой поперечного сечения с помощью одного и того же эмиттера и увеличение производительности технологической установки за счет возможности формирования пучков не только с симметричным относительно оси распределением плотности тока, но и с несимметричным распределением плотности тока без конструктивных изменений эмиттера. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к источникам получения пучка ионов, и может быть использовано в ионно-лучевых технологиях для модификации поверхностей изделий и для нанесения на них тонких пленок SiC, AIN, твердых растворов на их основе и т.д. Двухпучковый ионный источник состоит из корпуса, в котором размещены два независимых источника пучка ионов, формирующих два независимых и не пересекающихся пучка, разнесенных в разные стороны. Конструктивно корпус разделен общим катодом на две соосные изолированные газоразрядные камеры, а каждая газоразрядная камера снабжена своим анодом и системой подачи рабочего газа, причем общий катод электрически связан с корпусом. Технический результат - создание двух независимых и непересекающихся пучков, разнесенных в разные стороны в едином ионном источнике. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к инжекционной технике, применяемой для создания мощных ионных пучков. Устройство состоит из газоразрядной камеры с анодом и тремя группами катодов, источника трехфазного сетевого напряжения, соединенного с блоком питания накала, состоящего из устройства управления напряжением накала и понижающего трансформатора накала, блока питания разряда с тремя коммутирующими диодами, три группы катодов соединены треугольником и подключены к выходным обмоткам трансформатора накала, отрицательный выход блока питания разряда соединен со средними точками выходных обмоток трансформатора накала через три коммутирующих диода, а положительный - с анодом газоразрядной камеры, блок питания накала дополнительно содержит регулируемый выпрямитель и инвертор, три выхода которого соединены с первичными обмотками трех понижающих трансформаторов накала, а управляющие входы регулируемого выпрямителя и инвертора соединены с выходами устройства управления напряжением накала, силовые входы регулируемого выпрямителя соединены с источником трехфазного сетевого напряжения. Способ работы устройства заключается в том, что в блоке питания накала преобразуют трехфазное сетевое напряжение в постоянное с изменяемой от минимума до максимума величиной напряжения с помощью регулируемого выпрямителя с устройством управления напряжением накала, а текущие значения постоянного напряжения преобразуют в инверторе с устройством управления напряжением накала в три сдвинутых по фазе на 120° переменных напряжения формы меандра, которые подают на первичные обмотки трех понижающих трансформаторов накала. Технический результат - снижение вероятности высоковольтных пробоев в ионно-оптической системе ионного источника, улучшение фокусировки генерируемого ионного пучка при сохранении высокого ресурса работы катодов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к технике генерации пучков отрицательных ионов и может быть использовано в ускорителях заряженных частиц, системах нагрева плазмы и других устройствах. Способ получения пучка отрицательных ионов основан на десорбции водородных частиц в виде отрицательных ионов с поверхности конвертора, изготовленного из материала с отрицательным электронным сродством, например алмаза. Для увеличения интенсивности вытягиваемого пучка отрицательных ионов в непосредственной близости от конвертора возбуждается плазма сильноточного газового разряда, которая является источником интенсивных потоков нейтральных атомов и электронов, обеспечивающих насыщение адсорбированного атомарного слоя на поверхности конвертора и заполнение электронами зоны проводимости. Молекулярный водород подается к конвертору таким образом, чтобы он протекал через зону плотного газового разряда для увеличения степени диссоциации, а отрицательные ионы вытягиваются с конвертора, минуя столб плазмы. В качестве конвертора используется анод или часть анода газоразрядной ячейки. Технический результат - повышение интенсивности пучка отрицательных ионов изотопов водорода без использования щелочных металлов в качестве катализатора. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к физике взаимодействия ускоренных частиц с поверхностью вещества и может быть использовано для создания источника нанокластеров металлов, физические свойства которых обусловливают их широкое применение в науке и технике. Способ получения металлических нанокластеров в свободном состоянии заключается в нанесении вещества на подложку в нанодисперсной фазе и облучении полученной мишени ускоренными тяжелыми ионами в режиме упругого торможения ионов. Электронно-микроскопический анализ вещества, эжектированного из аттестованных нанодисперсных мишеней золота со средними размерами островков-зерен в диапазоне 2-30 нм под действием бомбардировки атомарными ионами Au с энергией 38 кэВ в режиме упругого торможения, указывает на десорбцию нанокластеров в размерном диапазоне до 20 нм с выходом, составляющим ˜0.1 нкл/ион в области 4-8 нм. Это позволяет использовать для получения пучков нанокластеров компактные и дешевые источники ионов с энергией десятки кэВ. 2 ил.

Изобретение относится к технике формирования ионных пучков с широкой апертурой пучка ионов, а именно к источникам ионов на основе основного и вспомогательного разрядов. Широкоапертурный источник газовых ионов содержит средства для формирования основного объемного разряда, включающие полый катод и анод, выполненный в виде сетки, и средства формирования, по крайней мере, одного вспомогательного разряда, соединенные между собой. В качестве средства формирования вспомогательного разряда использован плазменный ускоритель с замкнутым дрейфом электронов с узкой зоной ускорения, содержащий кольцевой азимутально-замкнутый анод, размещенный в кольцевой полости, образованной магнитопроводами, и кольцевой азимутально-замкнутый канал ионизации рабочего тела и ускорения ионов, стенки которого образованы полюсами магнитопроводов, имеющие геометрические формы, обеспечивающие формирование искривленных электрического и магнитного полей. Дополнительно источник имеет средство для формирования второго вспомогательного разряда, выполненное в виде второго плазменного ускорителя, содержащего второй идентичный кольцевой азимутально-замкнутый канал выхода ионов и расположенного коаксиально с первым. Изобретение позволяет без принципиальных ограничений в размерах получать любые диаметры ионных пучков с равномерным распределением плотности ионов на требуемой длине от источника ионов. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к оптике заряженных частиц и может быть использовано в энерго- и масс-анализе. Пучок заряженных частиц 1 пропускают через диспергирующий элемент 2. После этого пучок пропускают через корректирующий элемент 3, который представляет собой систему электродов, формирующих электрическое поле, направленное перпендикулярно направлению движения пучка. Диафрагмы 5, 6 и 7 достаточно велики и пропускают все частицы пучка. В момент времени, когда все частицы находятся в объеме корректирующего элемента вблизи поверхности 4, значение электрического потенциала на электродах изменяют таким образом, чтобы изменение потенциала было приблизительно равно Ф(Р) -W(P)/q, где W(P) - среднее значение кинетической энергии частиц в точке Р, a q - заряд частиц. При выполнении этого условия средняя полная энергия частицы, равная сумме кинетической и потенциальной энергий, после переключения потенциала слабо зависит от координаты точки Р и, соответственно, разброс полной энергии всех частиц пучка становится меньше первоначального разброса кинетической энергии. Технический результат: уменьшение энергетического разброса заряженных частиц в пучках короткой длительности при сохранении числа частиц в пучке. 2 ил.

Использование: в масс-спектрометрии при элементном анализе твердых веществ, газов и жидкостей с высокой чувствительностью. Техническим результатом изобретения является увеличение производительности и чувствительности анализа. Сущность изобретения: в способе уменьшения уровня фона ионного источника тлеющего разряда, содержащего полый катод, включающем уменьшение интенсивности десорбции загрязнений с поверхности деталей разрядной камеры путем снижения плотности плазмы в разрядной камере при уменьшении давления плазмообразующего газа. Новым является то, что в качестве полого катода используют катод, изготовленный из геттерного материала, и распыляют его в разрядной камере непосредственно перед анализом образца. В качестве геттерного материала могут быть использованы тугоплавкие металлы с минимальным числом изотопов, например Та, Nb, Со. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Использование: в устройствах для получения пучков ионов, предназначенных для обработки поверхностей изделий и нанесения на них покрытий. Техническим результатом изобретения является упрощение серийного производства источников пучка ионов, имеющих разные размеры, улучшение эксплуатационных показателей таких источников и расширение области их применения. Сущность изобретения: в источнике пучка ионов, содержащем полый корпус, анод, предназначенный для соединения с положительным полюсом источника постоянного напряжения и расположенный в полости корпуса, катод, предназначенный для соединения с отрицательным полюсом источника постоянного напряжения и имеющий щель, предназначенную для эмиссии ионов и расположенную на расстоянии от анода, источник магнитодвижущей силы и по меньшей мере один канал для подачи рабочего газа в полость указанного корпуса, согласно изобретению указанный полый корпус по меньшей мере частично образован замкнутым в осевом направлении желобом, вдоль которого расположены щель и анод. При этом желоб может быть составлен из нескольких секций, концы которых состыкованы и соединены между собой, и две или более секции, образующие желоб, выполнены криволинейными. Такое выполнение позволяет создавать из относительно небольшого набора унифицированных элементов ряд источников пучков ионов, имеющих разные размеры, разную форму и направление пучка ионов, и позволяет обрабатывать изделия, имеющие сложную форму с криволинейными поверхностями. 1 н. и 15 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к ионно-плазменной технике, в частности к источникам ионов с замкнутым дрейфом электронов, которые могут быть использованы при конструировании источников, формирующих ленточные пучки ионов инертных и химически активных газов. Сущность изобретения: в ионном источнике с замкнутым дрейфом электронов, содержащем полый корпус, служащий катодом, в торцевых стенках которого выполнены эмиссионная щель и каналы для напуска рабочего газа, магнитные наконечники, анод, установленный в полости корпуса напротив щели, источники магнитодвижущей силы, магнитные наконечники снабжены съемными защитными пластинами, установленными с соблюдением определенных геометрических соотношений между размерами пластин и апертурой эмиссионной щели. Техническим результатом изобретения является увеличение срока службы источника ионов за счет уменьшения эрозии магнитных наконечников, облегчение его разборки и снижение себестоимости его эксплуатации. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.