微电流的铯离子源设计

发布时间：2024-02-26 20:23

　　离子源自身研究的复杂性和应用区域的多样性,使得离子源的研究一直持续受到人们的关注,不同的设计要求和应用对象都导致离子源技术的不断进步。铯离子源作为较中性源常在研制光电发射体时作为必要元件而使用,铯离子对主族元素进行二次离子检测时能提升其检测极限,低能量的离子束在金属刻蚀,溅射镀膜等方面都有着重要应用。本文对铯离子源进行了研究,主要工作如下:(1)设计了能产生pA-nA量级微电流的铯离子源,铯离子的产生方式为铯原子扩散至钼表面,在一定温度下发生表面电离效应。测量了不同温度下,铯离子电流随电压的变化曲线,计算出铯源的逸出功eφ为:3.6581eV。(2)为了能够得到稳定的铯离子束流,本文运用了OPERA3D软件,对离子枪进行了设计、仿真及分析。本文中设计的离子枪由上述铯离子源,再结合栅极、聚焦系统和收集极四部分组成。本文采用了单电位透镜的聚焦结构,具体由两端聚焦极和中央聚焦极三个电极组成。通过调整各个电极之间的相对位置、电位大小、孔径半径,能够观测到离子束斑有很明显的尺寸变化。模拟结果表明:栅极电位值为-300V,两端聚焦极电位为-4000V,中央聚焦电极的孔径半径为27mm,间隔距离为9...

【文章页数】：60 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-4空间等位面分布图

电子科技大学硕士学位论文12由于上述等位面都关于直线OO’轴对称，将对称轴定为z轴，选用柱坐标系来标注场中各个电位的位置比较方便。由图2-3分析可得：距离对称轴相同距离的空间点的电位值都一样，故电位函数中只包含参量r、z，建立函数：0;(r,z)UUU(2-19)任意取r-z平面....

图2-5带孔膜片插入平行电极图(a)阴极电

第二章表面电离理论及电子离子光学理论概述152""211(z)(z)(z)r024drdrdzdz或2""2d(z)(z)02(z)4(z)rdrrdzdz(2-37)通过以上计算可知，此方程的解为rr(z)，r、(z)以及他们的倒数与此方程之间线性相关。该微分方程(2-37)描....

图2-6单透镜的组合形式(a)等直径三圆筒；(b)三圆筒变形；(c)三种组合

电子科技大学硕士学位论文16图2-5(a)是膜孔电位与阴极电位一致的情况，电场力f指向对称轴，电子在该力作用下会向着轴线偏转，因此通过膜孔的电子束都会产生聚焦作用，此时就类似于光学系统中的聚焦透镜；图2-5(b)是膜孔电位与阳极电位一致的情况，电场力f指向远离对称轴方向，电子在该....

图2-7浸没透镜

嗤??贫?缱蛹铀僭硕??缱铀俣仍龃螅坏酱镏屑涑∏?螅??场力方向改变，不再对电子起推进作用，使电子速度减校由此可知：在左方场区为加速区，而在右方场区为减速区。所以当电子位于中间场区时的速度最大。两端电场起会聚作用，而中央电场起发散作用。总得来说：该透镜聚焦效果强于发散效果，整个电....

本文编号：3911808