Материал для твердотельного источника ионов щелочного металла

 

Применение кислородной вольфрамовой бронзы состава MexWOJ,гдe для каляя X 0,3-0,5, для рубидия и цезия х 0,28- 0,32, для натрия х 0,5-0,98 в интервале 625-950°С в качестве материала для твердотельного источника ионов щелочного металла .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (594 Н 01 J 27 02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPGKOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ 3 (Р

С

hei аО

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР по делАм изОБРетений и ОткРытий (21) 3385230/18-21, 3385437/21, 3385438/21, 3385468/18-21 (22) 27.01.82 (46) 30.07.85. Бюл. № 28 (72) Н. В. Сведлов, В. С. Петров, Л. В. Кудрина, Т. И. Дробашева, Т. С. Скоропад, В. И. Спицын, К. А. Калиев и А. А. Шмыков (7I) Московский институт электронного машиностроения, Ростовский инженерно-строительный институт и Институт электрохимии

Уральского научного центра АН СССР (53) 621.385.032 (088.8) (56) 1. 3. А. Ткачик, Б. С. Кульварская.

Исследование твердотельных источников ионов цезия. — «Электронная техника», Сер. 4 «Электровакуумные и газоразрядные приборы», 1976, вып. 6, с. 5.

„„SU„„1170529 А (54) МАТЕРИАЛ ДЛЯ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ИСТОЧНИКА ИОНОВ ЩЕЛОЧНОГО

МЕТАЛЛА. (57) Применение кислородной вольфрамовой бронзы состава Мех% О,где для калия х = 0,3 — 0,5, для рубидия и цезия х = 0,28—

0,32, для натрия х = 0,5 — 0,98 в интервале

625 — 950 С в качестве материала для твердотельного источника ионов щелочного металла.

1 170529

Таблица 1 (-I

1 3,10-з 1 79,10-з

0,78 10

4 с10

16,19 10

3,62 ° 10

Ма0,9 ЧОЗ

К g !!О! 0,48 ° 10

Rbод МОр 0,11. 10

Сааф M0$ 1, 37 1 О

9 97, 10-3

1,23i10

3,7, 10

2,03 ° 10 б

4,1 10

10,54 10

5,4 10

1,97 10

Изобретение относится к технике получения ускоренных ионных пучков и может быть использовано при создании высокоинтенсивных стабильных источников ионов щелочных металлов. 5

Источники ионов щелочных металлов могут найти применение в масс-спектрометрии, размерной обработке ионным пучком, при создании фотокатодов.

Известен материал для твердотельного источников ионов щелочных металлов на основе алюмосиликата щелочных металлов.

В таких источниках получены значительные ионные токи до 7 10 А см только в интервале 1080 — 1300 С. При 980 — 1080 С значения ионных токов составляют при U = !s

= 1000 В (0,5 — 0,8) . 10 А. см . При работе в.непрерывном режиме наблюдается нестабильность значений ионного тока, приводящая к уменьшению величины тока на

20 /q в течение 60 мин (1).

Недостатком таких материалов является низкое значение плотности ионного тока j, не превышающее 10 А.см и нестабильность ионного тока в интервале 650 — 950 С.

Цель изобретения — увеличение плотности тока твердотельного источника ионов 25 щелочных металлов в интервале 650 — 950 С.

Поставленная цель достигается применением материала для твердотельного источника ионов щелочных металлов, содержащего вещество эмиттирующее ионы щелочных

30 металлов, который выполнен из кислородной вольфрамовой бронзы состава Me7!WO3, где для Na х = 0,5 — 0,98, К х = 0,3 — 0,5, Rb u Cs — х = 0,28 — 0,32.

При рабочей температуре 950 С и U =

= 1000 В для составов Rb WO3!! Cs!!5WO3 плотность ионного тока щелочного металла составила соответственно 2,4.10 А см и 3,3-10 А.см . Для составов Nа09Wo> и K0pWO> при 925 С и U = 1000 В получены плотности ионных токов 2 10 3 А.см- и 5,21 10 А см соответственно.

Изменение плотности ионных токов (1, А см ) от температуры при U = 4000 В для различных составов представлено в табл. 1.

Временная стабильность плотности ионных токов (1, А см представлена в табл. 2.

Для: Na0,9W05, Kî,,,бЮО5 t = 925 С; КЬО 5% 05

CsoäWO3 t = 950 С.

Ионные токи, полученные в и нтервале температур 625 — 950 С при х меньше 0,28 для составов CsxWOy, КЬ7!Ъ 05, х меньше

0,3 для состава К W03, х меньше 0,5 для состава Мах% 03, малы и не имеют практического значения.

Верхняя граница значения х для всех составов определена структурным типом данного соединения. При температурах выше 950 С материал теряет формоустойчивость, а также резко снижается срок службы источника. Снижение температуры ниже

650 С приводит к резкому уменьшению ионного тока.

При сравнении рабочих характеристик предлагаемого материала с алюмосиликатом полезность применения кислородной вольфрамовой бронзы заключается в использовании при более низких температурах в интервале 650 — 950 С.

I1о результатам масс-спектрометрического анализа нейтральных атомов в пучке ионов щелочного материала не обнаружено.

Рабочие характеристики твердотельного источника ионов щелочных металлов из кислородных вольфрамовых бронз не изменяются после вскрытия на воздухе образца при комнатной температуре.

Технический эффект данного изобретения заключается в увеличении процента выхода годных приборов при изготовлении фотокатодов за счет осуществления контроля количества нанесенного щелочного металла, в получении низкоэнергетических пучков для ионной оптики, в использовании в приборах, для которых необходима разгерметизация.

850 900 925 950