Устройство для определения концентрации атомов в пучке малой интенсивности

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

I») 528492

Союз Советских

Социалистических

Республик, (61) Дополнительное к авт. свпд-ву (22) Заявлено 02.01.75 (21) 2090243/25 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Опубликовано 15.09.76. Бюллетень ¹ 34

Дата опубликования описания 09.09.76 (51) Ч Кч з G OIN 27/62

Государственный комитет

Совета Министров СССР (53) УДК 533.5(088.8) ио делам изобретений н открытий (72) Авторы изобретения

В. Ю. Дубровин, А. И. Максимов и Ю. А. Гусева

Ивановский химико-технологический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОНЦЕНТРАЦИИ

АТОМОВ В ПУЧКЕ МАЛОЙ ИНТЕНСИВНОСТИ

Изобретение относится к экспериментальной физике, изучающей элементарные процессы, происходящие в газовой фазе.

Известны устройства для определения концентрации атомных пучков малой интенсивнос Ги, принцип дсистВия которьlх oclloBBII Hd разнообразных физических и химических явлениях, а именно: явлении теплопроводности, понизации электронным ударом и др. (1) .

Однако большинство из них не обеспечивает

Высокой эффективности при малых ннтепсч!Вностях пучка.

Наиболее близким I< предложш!Ному ляется устройство для измерения концентрации атомов в пучке малой интенсивности, содержащее термокатод и систему линз для формирования и ускорения электронного пучка, коллектор ионов, коллектор электронов и систему измерений. Это устройство работает следующим образом. При пересечении атомного пучка с пучком электронов ионы !IclllcclBa, образовавшиеся при ионпзацип, собираются коллектором ионов. Из-за присутствия остаточных газов в вакуумной системе величина фонового тока, обусловленного ионизацией остаточных газов, может оыть одного порядка с ионным током при ионизации атомов пучка. Выделение полезного сигнала осуществляется механической модуляцией атомного пучка при помощи обтюратора. Для измерения компоненты выходного сигнала, имеющего частоту модуляции, используется синхронный или резонансный усилитель.

Однако такое устройство не применимо в тех случаях, «огда для экспериментов необходим непрерывный атомный пучок; при модуляции пучка уменьшается его общая интенсивность; столкновения атомов пучка с обтюратором вызывают рассеяние атомов по всей !

О вакуумной системе, что в случае распыления ъ1ета. "103 хlои ет Вызвать заъ!ы1санпе э-!еl гродов при конденсации металла на изоляторах; для привода обтюратора необходима передача механического движения в вакуумную си-!

5 стему, что усложняет ее конструкцию; точность измерений в режимах без модуляции пучка невысока.

Для повышения точности в режимах измерений без механической модуляции пучка

20 предлагаемое устройство снабжено идентичными упомянутым дополнительными системой линз для формирования и ускорения второго

1!учка э.lс! тронОВ, кол lектОрОм ионОВ и коллектором электронов, а система измерений

25 выполнена в виде измерителя разности сигналов на коллекторах ионов.

На чертеже приведена схема описываемого устройства, содержащего термокатод 1, две системы электронных линз 2 и 3, формирую30 щпх два электронных пучка, два коллектора

528492 электронов 4 и 5, два коллектора ионов 6 и 7, „1133 сопротш;ления 8 и 9 и усилитель постоянного тока с показывающим прибором 10. 1 аким ооразом, система измерений выполнена в виде мостовой схемы.

Устройство работает следующим образом.

Бвиду симметрии электронных линз и равенства потенциалов на одноименных линзах, электронные токи на коллекторы электронов

4 и 5 будут равны. B силу этого ионные токи, обусловленные понизацией молекул остаточных газов, на коллекторы ионов 6 и 7 также будут равны. Следовательно, разность потенциалов точек а и б при неизбежных ф;поктуациях давления во время распыления будет равна нулю. При пересечении атомного пучка с Одним из элект13онных IIó÷êΠна коллекто13 ионов 7 будут попадать ионы испаряемого вещества. Потенциал точки а превысит потенциал точки б, и показывающий прибор будет регистрировать ток, обусловленный ионизацией только атомов испаряемого вещества. Величина этого тока будет прямо пропорциональна концентрации атомов вещества в пучке.

Предложенное устройство позволяет измерять концентрацию атомов в пучке без сго механической модуляции, т. е. без его изменения, с достаточно высокой точностью. Наибольшее давление в котором устройство тать, определяется удовлетворительного

5 вакуумной системе, при будет нормально раоовозможностью получения пучка атомов вещества.

Формула изобретения

Источники информации, принятые во вни25 мание при экспертизе:

1. Хастед Дж. Физика атомных столкновений. М., Мир, 1965.

2. 13айнштейн Л., Очкур В., КЭТФ, т. 61, 1971, стр. 801.

Устройство для определения концентрации атомов в пучке малой интенсивности, содер10 жащее термокатод, систему линз для формирования и ускорения электронного пучка с катода, коллектор ионов, коллектор электронов и систему измерений, отличающееся том, что, с целью повышения точности в ре15 жимах измерений без механической модуляции пучка, оно снабжено идентичными упомянутым дополнительными системой линз для формирования и ускорения второго пучка электронов, коллектором ионов и коллекто2О ром электронов, а система измерений выполнена в виде измерителя разности сигналов на коллекторах ионов.