Development of high current liquid metal ion source for large area, high speed surface treatment

开发用于大面积、高速表面处理的高电流液态金属离子源

基本信息

  • 批准号:
    03555002
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 4.8万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Developmental Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1991
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1991 至 1992
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

We have designed and developed the high current liquid metal ion source in which multiple tip-and-reservoirs can be equipped. In order to avoid the serious increase of the heating current as the increase of the tip-and-reservoirs, the tip-and-reservoirs could be connected electrically in series. We examined also the material of and the configuration of the heat introducing electrode, and the timing of the power input. As a result, the ion source could be heated up to 1200゚C with two or four-tip-and-electrodes.With the present source, maximum indium ion current of 9 mA was obtained with four tip-and-reservoirs ; we almost achieved the ion current of the initial objective (10 mA). The current of 9 ma is limited by the current capacity of the ion-extraction power supply. Larger current will be obtained by using the larger power supply.Furthermore, we examined the inductive heating of the ion source to achieve stable operation of much larger source.The profiles of the extracted beams were measured to obtain the details of the ion beam characteristics. We indicated the anisotropy of the beam profils when operated with multiple emission points. Along the direction parallel to the emission points array, the beamlets were converged. This anisotropy would be attributed to the presence of the neighboring cusps. The fact implies that the beam could be automatically converged along the direction which we have much difficulty to converge by the external electric field. From the results, we examined the arrangement of the tip-and-reservoirs suitable to the surface modification apparatus.Emission of droplets, charged particles with fairly large mass, were also investigated to obtain details of them on the matter such as diameter and special distribution. Droplet emission occurred uniformly. The effective use of these droplets will be beneficial for the high speed deposition and surface modification.
我们设计并研制了一种可配备多个尖端和贮液池的强流液态金属离子源。为了避免加热电流随着尖端和储液器的增加而严重增加,尖端和储液器可以串联。我们还检查了热引入电极的材料和配置,以及功率输入的定时。结果表明,采用两个或四个尖端和电极的离子源可以加热到1200 ℃,采用四个尖端和贮液器的离子源可以获得最大9mA的铟离子流,基本达到了最初的离子流目标(10mA)。9毫安的电流受到离子提取电源电流容量的限制。使用更大的电源可以获得更大的电流。此外,我们还研究了离子源的感应加热,以实现更大源的稳定运行。测量了提取束流的轮廓,以获得离子束特性的详细信息。我们指出了多发射点操作时光束轮廓的各向异性。沿着平行于发射点阵列的方向,子光束被会聚。这种各向异性可归因于相邻尖点的存在。这一事实意味着,电子束可以自动地沿沿着我们很难会聚的方向会聚。根据结果,我们检查了适合表面改性装置的尖端和储液器的布置。还研究了液滴(质量较大的带电粒子)的发射,以获得它们的直径和特殊分布等物质的详细信息。液滴排放均匀发生。这些液滴的有效利用将有利于高速沉积和表面改性。

项目成果

期刊论文数量(19)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Y.Gotoh et al.: "Metal-sheet-beam formation using impregnated-electrode-type liquid-metal ion source with linear array of emission points" Ncul.Instr.Meth. in Physics Research B.
Y.Gotoh 等人:“使用具有线性发射点阵列的浸渍电极型液态金属离子源形成金属片束”Ncul.Instr.Meth。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.GOTOH et al.: "Metal-sheet-beam formation using impregnated-electrode-type liquid-metal ion source with linear array of emission points" Nuclear Instruments and Methods B.
Y.GOTOH 等人:“使用具有线性发射点阵列的浸渍电极型液态金属离子源形成金属片束”核仪器和方法 B。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
辻 博司 他: "含浸電極型液体金属イオン源" アイオニクス. No.205. 57-64 (1992)
Hiroshi Tsuji 等人:“浸渍电极型液态金属离子源”Ionics No.205(1992)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
後藤 康仁 他: "多点放出含浸電極型液体金属イオン源のビームプロファイルとシートビームの形成" 第3回粒子線の先端的応用技術に関するシンポジウム講演予稿集. BEAMS1992. 93-96 (1992)
Yasuhito Goto 等人:“多点喷射浸渍电极型液态金属离子源的束流轮廓和片束形成”第三届粒子束先进应用技术研讨会论文集1992(1992)。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
Y.GOTOH et al.: "Intensification of an Impregnated-Electrode-Type Liquid-Metal Ion Source by Multiplying the Number of Tip-and-Reservoirs" Review of Scientific Instruments. 63. 2438-2440 (1992)
Y.GOTOH 等人:“通过增加尖端和储器的数量来增强浸渍电极型液态金属离子源”科学仪器评论。
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    0
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