Zdroj iontů tekutého kovu - Liquid metal ion source - Wikipedia

A zdroj iontů tekutého kovu (LMIS) je iontový zdroj který používá kov který se zahřeje na kapalný stav a použije se k vytvoření elektrosprej tvořit ionty.[1][2] Elektrosprej Taylorův kužel je tvořen aplikací silné elektrické pole a ionty jsou produkovány odpařováním pole na ostré špičce kužele, který má vysoké elektrické pole. Iony z LMIS se používají v iontová implantace a v zaostřený iontový paprsek nástroje. Typicky galium je výhodný pro svou nízkou teplotu tání, nízkou tlak páry, jeho relativně nereaktivní povaha, a protože ion gália je dostatečně těžký pro iontové mletí.

Rozvoj

Technika LMIS vznikla ve vývoji koloidní propeler kosmická loď pohonné systémy. Výzkum začínající na počátku 60. let ukázal, že tekutý kov může generovat velké množství iontů. Na začátku 70. let 20. století tyto výsledky přinesly vývoj iontových mikrosond LMIS. Zpočátku byl při vývoji této techniky tekutý kov dodáván společností a kapilární trubka. Tuto metodu může být obtížné kontrolovat při nízkých emisních proudech. Technika „tupé jehly“ LMIS byla objevena náhodou na začátku 70. let. U této metody se tenký film z tekutého kovu nechá proudit na vrchol ostré jehly.[3]

Zaostřený iontový paprsek

Většina nástrojů zaměřených na iontový paprsek používá zdroje iontů tekutého kovu (LMIS) často s galliem. V galliu LMIS je kov galia umístěn do kontaktu s a wolfram jehlu a zahřátý galium mokré wolfram a proudí ke špičce jehly, kde protichůdné síly povrchového napětí a elektrického pole vytvářejí Taylorův kužel ve tvaru hrotu. Poloměr špičky tohoto kužele je ~ 2 nm. Elektrické pole na tomto malém hrotu je obvykle větší než 1 x 108 V / cm a způsobuje ionizaci a emisi pole atomů gália. Iony se poté zrychlují na energii 1–50 keV a zaměřil se na vzorek pomocí elektrostatické čočky. LMIS produkuje iontový paprsek s vysokou hustotou proudu s malým rozšířením energie a může dodávat desítky nanoampér proudu do vzorku o velikosti bodu několika nanometrů.

Reference

  1. ^ Swanson, L.W. (1983). "Zdroje iontů tekutého kovu: Mechanismus a aplikace". Jaderné přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu. 218 (1–3): 347–353. doi:10.1016/0167-5087(83)91005-0. ISSN  0167-5087.
  2. ^ Clampitt, R. (1981). "Pokroky ve zdrojích iontů pole roztaveného kovu". Jaderné přístroje a metody ve fyzikálním výzkumu. 189 (1): 111–116. doi:10.1016 / 0029-554X (81) 90132-4. ISSN  0167-5087.
  3. ^ Jon Orloff (24. října 2008). Příručka nabité částicové optiky, druhé vydání. CRC Press. p. 32. ISBN  978-1-4200-4555-0.