Ионные источники

Основными составными частями масс-спектрографа являются а) ионный источник, б) анализатор, в) приемное устройство. В ионном источнике происходит образование ионов исследуемого вещества и формирование слабо расходящегося пучка ионов, не сильно различающихся по своим энергиям. В анализаторе исходный пучок разделяется на несколько пучков, различающихся по массам ионов. [c.39]

Гексабориды редкоземельных элементов нашли широкое применение в электронной технике для катодов мощных генераторных устройств. Так, например, гексабориды лантана и иттрия обладают высокими термоэмиссионными свойствами. Высокая стойкость катодных устройств из боридов обеспечивает возможность их использования при температурах до 1500—1600° С для работы в вакууме. Важнейшим преимуществом боридных катодов является их стойкость против ионной бомбардировки. Установка катода из борида лантана в ионном источнике циклотрона повышает срок службы катодного устройства в 10—15 раз по сравнению с использованием катодов из тантала. [c.417]

Соль разделяет металл и водород, содействуя протеканию реакции между ионами. Источником тепла с температурой около 450° С для регенерации может служить ядерный реактор. Разложение гидрида в реакторе происходит под действием нагрева, а также под действием излучения. [c.118]

И. э. широко используется для создания ионных источников, а также для диагностики поверхности и приповерхностного слоя твёрдого тела. [c.199]

МАСС-СЕПАРАТОР прибор для измерения массовых чисел А нуклидов, образующихся в ядерных реакциях (на ускорителях или в ядерных реакторах). При изучении радиоактивных долгоживущих нуклидов (период полураспада T y 1 мин) в качестве М.-с. используют статич. масс-спектрометры со спец, конструкцией ионного источника, позволяющей быстро помещать образец в источник ионов или облучать его непосредственно в масс-спектрометре. Для определения А короткоживущих нуклидов применяются М.-с. с торможением ионов в камере, наполненной газом и помещённой в поперечное магн. поле. При определ. условиях изменение заряда иона (при торможении ядра <(обрастают электронами) компенсируется изменением его скорости, и радиус траектории определяется лишь массой иона. Разрешающая способность газонаполненных М.-с. 100, мин. время анализа 10" с. Лейпунский. [c.53]

Если вещество вводится в ионный источник в виде газа, то чувствительностью М.-с, наз. отношение тока, создаваемого ионами данной массы заданного вещества, к парциальному давлению этого вещества в источнике. Эта величина в М.-с. разных типов лежит в диа- [c.54]

Рис. 3. Схема статического масс-спектрометра с однородным магнитным полем S , S — щели ионного источника и приёмника ионов треугольник — область однородного магнитного поля В, перпендикулярного плоскости рисунка тонкие сплошные линии — границы пучков ионов с разными т/е г — радиус центральной траектории ионов.

В радиочастотном масс-анализа-т о р е (рис. 7) ионы приобретают в ионном источнике энергию еУ и проходят через систему последовательно [c.55]

Анализ химического состава смес . При молекулярном масс-спектральном анализе анализируют газообразную смесь, поступающую в ионный источник масс-спектрометра, так, чтобы найм, доля вещества попадала на раскалённый катод (и там разлагалась). Качественный анализ основан на измерении либо массы не-распавшегося молекулярного иона, либо распределения интенсивности линий в масс-спектре каждого вещества. Осн. способом ионизации является ионизация электронным ударом с энергией электронов в иеск. десятков эВ. Количественный анализ основан на пропорциональности интенсивности всех линий масс-спектра каждого из веществ его парциальному давлению в области ионизации. Суммарный масс-спектр смеси аддитивное наложение масс-спектров каждого из компонентов смеси. Для того чтобы состав смеси в области ионизации не отличался от исходного, стремятся обеспечить молекулярное (кнудсеновское) натекание газа в ионный источник. Для градуировки используют масс-спектры компонентов смеси и определяют относит, или абс. коэф. чувствительности масс-спектрометра к данному веществу. Абс. коэф. чувствительности — отношение интенсивности линии, принятой за эталонную, к кол-ву этого вещества в напускном объёме относит, чувствительность — отношение абс. чувствительности для 2 веществ. Относит, чувствительность прибора меняется со временем не более чем на неск. % (абс, чувствительность колеблется больше). [c.58]

На рис. 1 изображена схема устройства масс-спектрометра Демпстера. Ионы создавались в ионном источнике ИИ электронной бомбардировкой паров исследуемого вещества, ускорялись до энергии Т = eV между щелевыми диафрагмами Д и Д2 и выходили достаточно широким пучком в вакуумную камеру ВК. [c.29]

Величина Дт определяется длительностью импульса, управляющего ионным источником Дть и разбросом во времени замедления Дт2 для нейтронов различных энергий. Так как разброс во времени замедления в области малых энергий может достигать одной или даже нескольких микросекунд, то Axi не имело смысла делать меньще 10 сек. [c.340]

Источник непрерывных газометаллических пучков. Как указывалось выше, большой объем экспериментальных исследований в области целенаправленного ионно-лучевого модифицирования твердосплавных режущих инструментов был выполнен с использованием ионного источника на основе разряда Пеннинга. В этих работах применялось большое количество составов непрерывных газометаллических пучков ионов с энергией 30-40 кэВ, плотностью ионного тока 50-200 мкА/см , дозой ион/см . Данный источник предназначен для облуче- [c.239]

Таким образом, полые углеродные волокна имеют более низкие эмиссионные характеристики, чем сплошные полиакрилонитриль-ные, но могут быть использованы, например, для ионных источников, как резервуары соответствующих элементов. [c.164]

В. р. используется в ионных источниках для создания плазмы, в качестве источника света в спектроскопии, в мощных молекулярных лазера.х для создання однородной активной среды (см. Газовый лазер), в плаз-мохимии для изучения хим. реакций в газах, в экснери-монтах по проблеме управляемого термоядериого синтеза для первичного пробоя газа, [c.372]

Функциональную основу Г. п., как правило, составляет газовый разряд (дуговой, тлеющий, высокочастотный, СВЧ-разряд, лазерный, пучково-плазменный). Для генерации плазмы пока ещё редко используется ионизация рабочего вещества резонансным излучением, но в будущем, в связи с развитие.м лазеров, такие Г. п. могут получить значит, распространение. Г. п., работающие на газах при давлениях, сравнимых с атмосферным, обычно наз. плазмотрона,ии. Г. п., работающие на газах низких давлений, как правило, входят в состав более крупных устройств, напр, двухступенчатых плазменных ускорителей или ионных источников. Если в плазмотронах одной из основных конструктивных трудностей является защита стенок газоразрядного канала от больших тепловых потоков, то в Г. п. пизкого давления возникает проблема предотвращения гибели за ряж. частиц на стенках. С этим борются, используя экранировку стенок магн. и электрич. полями (см. Ионный источник), а также совмещая ионизацию и ускорение в одном объёме, благодаря чему поток плазмы попадает преим. в выходное отверстие Г. п. (см. Ллаз-.пенные ускорители). В связи с задачами плазменной технологии большое внимание уделяется разработке Г. п., непосредственно генерирующих плазму из твёрдых веществ. Наиб, распространение для этих целей получили вакуумные дуги с холодным катодом. Воз- [c.434]

Эксперименты с Д. п. позволяют определять энергии СВЯ.ЭИ с матрицей адсорбиров. частицы. Д. п. применяют для холодной очистки острий в полевой эмиссионной микроскопии, как один из методов получения интенсивных ионных пучков, напр, в ионных источниках масс-спектрометров. Д. п. и испарение полем — осн. про- [c.585]

В иониом источнике пары рабочего вещества ионизуются в газовом разряде, горящем в продольном магн. поле. Возникающие ионы извлекаются из разряда элек-трич, полом, ускоряются и поступают в разделит, камеру в виде сформированного ионного пучка. Вследствие неполной ионизации паров и наличия в пучке ионов с разл. кратностью заряда коэф. использования рабочего вещества обьгчно 20—50%. [c.124]

Для 1юлучепия И. и. часто используют ионные источники с газоразрядными ионизац. камерами и тогда отбор ПОНОВ осуществляется пе с фиксированной поверхности твёрдого тела, а с границы плазмы, перемещающейся при измепепии внеш. условий или режима работы ]1сточника (рис. 2). В этом случае первичное [c.211]

В схеме ЛИУ за счёт подбора формы ускоряющего напряжения в индукторах длительность пучка может быть сокращена п процессе ускорения с 50 мкс до 25 не с со(>тветствующим увеличением суммарного тока с 20 А до 40 кЛ. Возникающие при этом трудности связаны с во.1можным11 коллективными неустойчивостями пучка и с повышенными требованиями к интенсивности ионных источников. [c.212]

Ведутся разработки сильноточных протонных и ионных источников непрерывного режима с повышенной фазовой плотностью пучков под фазовой плотностью понимается отношение тока пучка к эмиттансу). Исследуются вопросы резонансного ускорения сильноточных пучков при пониженных энергиях инжекции (ус-коряюще-фокусирующие структуры с квадрупольными [c.589]

Система ввода вещества. Ионный источник. Образец вводится в М.-с, с помощью т. н. молекулярных или вязкостных ыатекателей, устройств шлюзования с по- [c.54]

Изотопный анализ. Из.меряются отношения ионных токов, соответствующих ионам с одинаковым зарядом и хим. составом, но с разл. изотопным составом. Эта задача наиб, проста в случае одноатомных газов. Поэтому при анализе изотопного состава ряда элементов используются их газообразные соединения (Н — в виде Н , О — в виде 0 , С — в виде СО , и — в виде и т. д.). При этом приходится учитывать влияние т. н. изотопных эффектов (различия в скоростях испарения изотопных молекул, если вещество испаряют в ионном источнике различия в вероятностях эмиссии ионов, если применяют методы поверхностной ионизации, искрового разряда, вторичной ионной эмиссии, эвдссии под действием лазерного излучения и т. д.) на вероятности диссоциации молекул при ионизации. В случае молекул, содержащих разнородные атомы, необходимо учитывать вклад в интенсивность соответствующих пиков (масс-спектральных линий), обусловленных изотопами других элементов. Масс-спектрометры с высоким разрешением позволяют идентифицировать, например, компоненты таких мульгиплетов, как — ВН" " — Т+. Повышают точность метода относит, измерения, когда исследование образца с неизвестным изотопным составам чередуется с измерениями в тех же самых условиях стандартного образца близкого изотопного состава. [c.57]

Исследование элементарных процессов (нроцсссов, происходящих при образовании ионов и возбуждённых частиц и при их реакциях с молекулами в ионном источнике). С помощью масс-спектрометра определяют критич. энергию электронов, при к-рой в масе-спектре появляется соответствующий ион. Крнтич. энергия появления однозарядного молекулярного иона наз. вертикальной энергией ионизации. В большинстве случаев она близка разности энергий молекулы и молекулярного иона (в осн, состояниях). Энергия появления осколочного иона Н в результате элементарного [c.58]

Элементный анализ (исследования элементного состава твёрдых и жидких веществ, в первую очередь ме-таллич. сплавов, полупроводников, геологич. объектов земного и внеземного происхождения). В связи с малой летучестью большинства таких веществ их одновро.у . испарение и ионизация осуществляются в вакуумном искровом разряде с одноврем. регистрацией большого участка масс-спектра либо на фотопластинке, либо с помощью пространственно протяжённых детекторов. Чувствительность метода для большинства элементов порядка 10 —10 % (путём обогащения примесями добиваются чувствительности 10 % и лучше). Для элементного анализа наряду с вакуумной искрой применяют лазерную ионизацию, вторичную ионную эмиссию, а также жидкометаллич. ионные источники. G помощью М.-с. проводят как общий, так и локальный, и послойный элементные анализы. При этом толщина, подвергающаяся анализу, составляет неск, мономоле-кулярных слоёв, локальность — меньше 1 мкм. Для общего анализа наиб, удобно использовать -вакуумную искру, для послойного — ионно-ионную эмиссию, для локального — лазер. Масс-спектральный элементный анализ поверхностного слоя твёрдого тела получил особое значение в микроэлектронике. Для элементного анализа жидких растворов применяют ионизацию в индуктивно связанной плазме. [c.58]

Термодинамические исследования (изучение состава газовой фазы и термодинамич. характеристик металлов и сплавов). Исследуемый образец помещают в ячейку из инертного материала с малым отверстием (ячейка Кнудсена) и нагревают до необходимой темп-ры. Скол-лимировавный молекулярный пучок попадает в ионный источник масс-спектрометра. По масс-спектру пара, его [c.58]

Ионолитографвя обладает свойствами сканирующей электронолитографии, но эффект обратного рассеивания здесь выражен значительно слабее. Жидкометал-лич. ионные источники создают плотные пучки. Сканирующие ионные системы используют для прямого формирования структуры интегральных схем без шаблонов. При этом ионный пучок, управляемый ЭВМ, осуществляет легирование полупроводника, вносит в него локальные радиац. повреждения, осуществляет травление подложки. Однако производительность в этом случае низкая. [c.137]

М. стала источником новых идей в методов в физике твёрдого тела и материаловедении. В связи с задачами М. созданы, напр., устройства с управляемыми электронными и ионными пучками диаметром в неск. атомов, ионные источники (от протонов до тяжёлых ионов) широкого диапазона анергий (с диаметром пучка, близким к размерам отд. ионов), аппаратура для выращивания монокристаллов и многослойных структур, где толщина, состав и строение каждого слоя контролируются с точностью до параметра решётки (см. Гетероструктура, Эпитаксия), и т. д. Созданы новые пьезоэлектрические материалы, феррогранаты, материалы с высокой чувствительностью к действию света, рентг. излучения, электронных и ионных пучков и т. д. Одно из достижений микроэлектронного материаловедения — сверхрешётки на основе множества чередующихся сверхтонких слоёв полупроводников типа [c.154]

При энергиях дейтонов, значительно превышающих 100 кэВ, перезарядка полошит, ионов становится неэффективной. Для получения атомарных пучков с большей энергией используются отрицат. ионы водорода они также извлекаЕотся из спец, ионного источника, ускоряются, а затем обдираются до нейтральных атомов в газовой мишени. Таким способом получают пучки атомов с энергией в сотни кэВ и планируют получать пучки с энергией св. 1 МэВ. Достоинством метода Н. п. атомарными пучками является хорошая контролируемость процесса нагрева, недостатком — высокая стоимость соответствующих систем нагрева (особенно при больших энергиях инжекции). [c.237]

Ряс. 3, Схема экспериментальной плазменной линзы для фокусирования ионного пучка 7 — магнитопровод а — катушка магнитного доля а — електроды-фиксаторы 4 — цилиндр — источник вторичных алектронов 5 — диафрагма 6 — ионный источник. [c.616]

П. и. используется в ионных источниках, детекторах молекулярных и атомных пучков (включая селективные детекторы и газоанализаторы органич. соединений), для компенсации объёмного заряда электронов в разл. устройствах. П. и, позволяет исследовать мн, физи-ко-хим. процессы на поверхности твёрдого тела, а также свойства частиц и поверхности твёрдого тела. Применяются свыше 30 поверхностно-ионизационных методов для определений К и 5 атомов, молекул и радикалов кинетич. характеристик термо десорбции этих частиц в виде ионов и в нейтральном состоянии для изучения реакций на поверхности твёрдого тела фазовых переходов в адсорбированных слоях для определения активности катализаторов в гетерогенных реакциях диссоциации и др. Эти методы пригодны при вы-соких Т и имеют большую чувствительность, если а 1, Существуют комбинированные методы, в к-рых П. и. сочетается с термоэлектронной эмиссией, С элект-рОЕЕО-стимулированной десорбцией и др. [c.646]

Экспериментальные методы требуют достаточно пи-тенсивных пучков релятивистских ядер. Для ускорения ядер обычно используют модифициров. синхротроны протонные. Получение пучков ионов с максимально возможным зарядом осуществляется либо предварит, ускорением малозарядных ионов, получаемых от обычных ионных иеточнинов с последующей полной обдиркой электронов на твёрдых и газообразных мишенях, Либо путём использования спец, ионных источников, в к-рых образуются голые ядра (необходимо для устойчивого ускорения). Запуск в Дубне ускорителя Нуклотрон (1992) в сочетании с синхрофазотроном даёт возможность ускорения ядер вплоть до и при высоких пространственно-временных характеристиках пучков. [c.338]

Для генерации ионных пучков анод диода делают из диэлектрика соответствующего хим. состава. В результате пробоя на поверхности анода образуется плазма, из к-рой под действием внеш. поля и поля пространственного заряда электронов эмиттируются ноны. Для увеличения энергии в ионном пучке ток электронов, пересекающих диод, должен быть уменьшен, но сохранён большой отрицат. пространственный заряд. Для этого используется либо поперечное. магн. поле, параллельное поверхности катода (т. н. ионные диоды с магн. изоляцией, рис. 3, а), либо полупрозрачные для ускоренных электронов аноды, покрытые диэлектриком (т. н. рефлексные диоды и триоды, рис. 3, б). Во втором случае электроны многократно проходят сквозь анод, создавая увеличенный отрицат. пространственный заряд, облегчающий вытягивание ионов из плазмы. При прочих равных условиях значение плотности тока ионов оказывается в M mg раз меньше плотности электронного тока. Эффективность ионных источников достигает 50—60% при импульсном токе ионов 1 MA ij напряягонии [c.504]

Т. п., создаваемые генераторами плазменных потоков сильноточными ионными источниками, импульсными и ст ационарными п.газмешыми ускорителями, плазмотронами. [c.112]

Методы генерации (получения) тяжёлых ионов. Диапазон ускоряемых частиц и интенсивность пучка во многом определяются возможностями ионных источников. Для Т. и, у. используются источники высокозарядных ионов. [c.196]

Источник с электронно-циклотронным резонансом (E R). Этот тип источника—двухступенчатый, В первой ступени с помощью электронов, разогретых за счёт передачи энергии вынужденных СВЧ-колебаний на ларморовской электронной частоте / , тоздаётся низкозарядная плазма при давлении 10 —10 тор (подводимая мощность СВЧ<0,5 кВт,/л = 6,4—16 ГГц для разл. типов конструкций). Во второй стадии создаётся давление 10 тор, холодная плазма диффундирует а зеркальную магнитную ловушку, где за счёт электронно-циклотронного резонанса (мощность СВЧ 1—1,5 кВт) энергия электронов плазмы повышается до 1 —10 кэВ. Магн. ловушка в зоне ионизации плазмы быстрыми электронами увеличивает время их взаимодействия с ионами до 10—50 мс (ял 10 с/см ) и заметно повышает заряд ионов. Источник прекрасно воспроизводит характеристики пучка, обладает высокой надёжностью в работе и большим сроком службы. [c.196]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...