Устройство

Электронная пушка состоит из катода, управляющего электрода (модулятора), ускоряющего электрода, и одного и более анодов. При наличии двух и более анодов, за первым анодом закрепляется термин фокусирующий электрод.

Катод создает поток электронов, которые исходят с его нагретой поверхности вследствие термоэлектронной эмиссии.Модулятор представляет собой цилиндрический стакан, накрывающий катод. В центре его дна имеется калиброванное отверстие, которое называется несущая диафрагма. С её помощью начинается формирование нужной толщины электронного пучка. Ускоряющий электрод представляет собой полый цилиндр, расположенный на оси электронной пушки. На него подаётся положительный потенциал в несколько сотен вольт, он располагается между модулятором и фокусирующим электродом, и выполняет несколько функций:сообщает электронам начальную скорость в пределах электронной пушки;

Конструкция анодов аналогична конструкции ускоряющего электрода. Цилиндр второго анода имеет выходную диафрагму. Она пропускает электроны, траектория которых имеет малое отклонение от оси электронной пушки.

29. Вакуумные отражатели и ловушки

Вакуумные ловушки. Наиболее серьезную проблему создают пары рабочей жидкости, которые могут проникать в откачиваемый объем. Их проникновение приводит к повышению остаточного давления в вакуумной сиситеме, ее загрязнению и потерям рабочей жидкости в насосе. Для уменьшения обратного потока паров над впускным падтрубком насоса устанавливается вакуумная ловушка.Вакуумные ловушки-это устройства, служащие для предотвращения проникновения паров рабочих жидкостей вакуумных насосов в откачиваемый объем.

Основными хар-ками вакуумных ловушек являются защитная способность и удельная проводимость. Защитная способность ловушки определяется как отношение потока пара рабочей жидкости, поступающего в единицу времени из насоса в ловушку, к потоку пара, прошедшего через ловушку в откачиваемый объем.Удельную проводимость ловушки определяют как отношение ее проводимости к площади входного сечения. При проектировании ловушек любого типа необходимо достичь оптимального соотношения между защитной способностью и удельной проводимостью. В зависимости от области рабочих давлений ловушки подразделяют на форвакуумные и высоковакуумные.Форвакуумные ловушки предназначены для улавливания паров рабочих жидкостей форвакуумных насосов при вязкостном и молекулярно-вязкостном режимах истечения пара из насосов, высоковакуумные- для улавливания паров рабочих жидкостей из диффузионных и бустерных пароструйных насосов при молекулярном режиме течения пара. По принципу действия ловушки можно подразделить на конденсирующие, диссоциирующие и сорбирующие.

7.Ионизация молекул разреженных газов. Газовые разряды. Ионные источники

Прохождение электрического тока через газ при приложении разности потенциалов между электродами, размещенными в сосуде с газом, называют газовым разрядом.В обычных условиях в газах практически нет свободных носителей заряда и поэтому газы не проводят электричества. Вызвать электропроводность газов можно путем ионизации его молекул под воздействием: нагревания, облучения радиоактивным или электромагнитным, в частности ультрафиолетовым, излучением. При ионизации от электрически нейтральных атома или молекулы газа отрывается один или несколько электронов, в результате возникают положительно заряженный ион и электроны. При взаимодействии электронов с нейтральными атомами или молекулами могут образовываться отрицательные ионы. Процесс ионизации требует затраты определенной энергии – энергии ионизации, величина которой зависит от строения атома или молекулы. Энергия ионизирующих излучений должна превышать энергию ионизации молекул.

Ио́нный исто́чник — устройство для получения направленных потоков (пучков) ионов. Ионный источник является важной частью ускорителей заряженных частиц, масс-спектрометров, ионных микроскопов, электромагнитных разделителей изотопов и многих других устройств.

Поток ионов может быть получен в результате ионной эмиссии из плазмы, при нагревании (термоионная эмиссия), при бомбардировке эмиттера (называется в этом случае мишенью) пучком ионов (ионно-ионная эмиссия), электронами (электронно-ионная эмиссия) и фотонами (фотодесорбция).

Поверхностная ионизация (термоионизация) — метод анализа.

Анализируемое вещество наносится на проволочку из тугоплавкого металла, по которой пропускается электрический ток, разогревающий её до высокой температуры.

За счет высокой температуры нанесенное вещество испаряется и ионизируется. Этот метод обычно используется в изотопной масс-спектрометрии.

Ионно-ионная эмиссия или вторичная ионная эмиссия — явления испускания с поверхности конденсированной средыионов при её бомбардировке другими ионами.

При бомбардировке происходит распыление вещества с поверхности. Ионизация распылённых частиц может происходить как в процессе распыления, так и после — в результате электронного обмена. Образующиеся при эмиссии ионы могут быть как отрицательно так и положительно заряженными и находиться как в основном, так и в возбуждённом состояниях. В пучке могут присутствовать многозарядные ионы, а также молекулярные ионы (например, при бомбардировке металла в атмосфере кислорода возможно образование ионов оксида металла и оксида бомбардирующего элемента). Кроме того, наблюдается образование кластерных ионов, то есть заряженные скопления большого количества атомов (например, ).

Электронно-ионная эмиссия — явление вырывания ионов с поверхности твёрдого тела под действие потоков электронов.

Электронно-стимулированная десорбция ионов

При использовании потоков электронов с энергиями до нескольких кэВ и током до 1 мА за редкими исключеними не происходит деформации атомной структуры поверхности и поэтому эмиссия слаба. Её источником являются атомы и молекулы веществ, адсорбированных на поверхности металла. Электронно-ионная эмиссия с малыми энергиями электронов (10—1000 эВ) является основной для электронно-стимулированной десорбции ионов. Такая электронно-ионная эмиссия является основной для электронно-стимулированной десорбции ионов (ЭСДИ).

Количество частиц, отрываемых при ЭДСИ, как от свойств адсорбируемых атомов и молекул, так и от энергии электронов и атомной и электронной структуры поверхности. При воздействии электронов на поверхность их энергия в силу малой массы идёт не напрямую атомам, а на возбуждение электронных состояний. Возбуждённая таким образом частица может десорбировать, однако иногда для этого дополнительно требуется диссоциация молекулы. Общее количество десорбированных ионов зависит также от того, каким образом отлетевшие ионы нейтрализуются.

Для измерения ЭСДИ используют масс-спектрометрические методы. По энергиям десорбированных ионов можно определить их энергию связи с поверхностью, а по направлению вылета — о направленности этих связей. Обычно энергия десорбированных ионов не превышает нескольких электрон-вольт, и может быть измерена с помощью энергоанализаторов. Направление вылета при этом определяется поворотом анализатора относительно бомбардируемой электронами поверхности твёрдого тела. Эксперименты проводятся в сверхвысоком вакууме, чтобы нивелировать влияние ударной ионизации остаточных газов.