Электростатическая вакуумная линза

 

О П И С А Н И Е 333728

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Саюа Саветаиив

Сациалиатичеаки»

Реааублии

Зависимое от авт. свидетельства ¹â€”

М.Кл. Н 05h 7/00

Заявлено 05.V1.1970 (№ 1447528/26-25) с присоединением заявки №вЂ”

Пр иоритет—

Опубликовано 21.111.1972. Бюллетень № 11

Дага опубликования описания 21.IV.1972

Комитет па делам иаоарртеиий и открытий ари Совете Министров

СССР

УДК 621.384.66 (088.8) Автор изобретения

И, И. Крючков

Заявитель (в, „", с, Б, и о ...,. 1 (-. " -, Д а тт,, b Ь)1/ } /А

ЗЛЕКТРОСТАТИЧЕСКАЯ ВАКУУМНАЯ ЛИНЗА

15

25

Предлагаемое устройство относится к электрофизичеоким установкам и может найти применение для формирования пучков заряженных частиц в ускорительной технике, электронной микроскопии и,в масс-спектрометрии.

Известны электростатические линзы различной конструкции, в которь|х в качестве материала электродов обычно служит дюралюминий, латунь, нержавеющая сталь. Форма электродов может быть различной. В качестве,материала высоковольтных изоляторов применяют оргстекло, тефлон или фарфор.

Если в таких линзах катод и анод изготовлены из металла, то не удается получить градиент электрического поля более бΠ— 80 кв/см.

В конструкциях, содержащих металлический анод и катод с диэлектрической плен|кой, может быть получен градиент электрического поля 100 — 120 кв/см, но такая конструкция менее надежна в эксплуатации, так как электрическая прочность пленки быстро разрушается при высоковольтных разрядах. Возможны конструкции электростатичесиих линз, в которых катод изготовлен из недогревного стекла. При этом напряженность электрического поля также достигает величины 100 — 120 км/см, но эффект повышения напряженности достигается в тех случаях, когда удельное объемное сопротивление р стекла составляет величину, близкую к 10" ом.см. Такую величину удельного объемного сопротивления большинство из стекол имеет при температуре б0 —;120 С, и, следовательно, в конструкцию вводятся специальные нагреватели, что делает ее сложной и неудобной в эксплуатации. Подогревные катоды существенно ухудшают изоляционные свойства опорных и вводных изоляторов. Кроме того,.используемые для катода стекла обладают ионной проводимостью. Длительное пребывание их в постоянном электрическом поле при водит к необратимому увеличению электр ического сопротивления стекла, так как уменьшается число ионов-носителей тока в процессе их движения в поле к нейтрализации на металлическом электроде.

Цель изобретения — значительное повышение градиента электрического поля между катодом и анодом линзы

Это достигается тем, что в качестве материала катода применен полупроводниковый материал с электронной проводимостью, например полупроводниковый ситалл,:который в зависимости от технологии выработки этого стекла, а также вторичной термической обработки готового:стекла, путем изменения температуры и времени выдержки, может иметь удельное объемное сопротивление р = 10а —;10" ом.

Как известно, наибольшая напряженность электрического поля при использовании в качестве катода полупроводникового стекла, а в

333728

Е мб см

240

200

180

1бО

120

100 бО

10 10 10 10 10 10 10 10 юг.1

Составитель E. Громов

Текред Т. Ускова

Корректор Н, Шевченко

Редакго р И. Бродская

Занан 227i2 Ивд. № 429 Тираж 448 П,одпиеное

111ч1414ПИ Комитета по делам изобретений и открыгий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раугпская иаб., д. 4/5

Областная типография Костромского управления по печати качестве анода — нержавеющей стали, получается при р =10 —:10в олгсл .

На фиг. 1 представлена зависимость напряженности электрического поля от велич44ны удельного объемного сопротивления ситалла.

В качестве остаточното газа в вакуумном объеме электростатической линзы, применяется гелий при давлении 810 — . 2.10 — а тор.

Электроды электростатической линзы поддерживаются на секционных изоляторах из полупроводниковых ситалловых колец с заранее заданными значениями удельных объемного и поверхностного проводящего слоя, значения которых выбираются, исходя из условия равномерного распределения напряжения между. секциями .при принятом токе утечки. Ситалло-. вые полупроводящие диски разделены между собой металлическими дисками. Электроды электростатической линзы малой длины могут поддерживаться вводными изоляторами любой известной конструкции, например, через высоковольтные вакуумные .вводные изоляторы.

На фиг. 2 представлена конструкция предлагаемой электростатической линзы.

5 В вакуумной камере 1 расположены электроды — анод 2 из нержавеющей стали и катод 3 из полупроводникового ситалла. Электроды поддерживаются секционированными изоляторами 4, которые, имеют электростатиче10 ские экраны 5. Ввод высокого напряжения осугцествляется через высоковольтные вводы б.

Предмет изобретения

Электростатическая вакуумная линза, со15 держащая вакуумную камеру, электроды, укрепленные на в водных и опорных изоляторах, отличающаяся тем, что, с целью повышения градиента электрического поля между электродами л инзы, ее катоды вы полнены из

20 полупроводникового материала с электронной проводимостью, например ситалла.