JP2006278006A - イオン源引き出し領域におけるプラズマ境界面制御方法及びそのイオン源 - Google Patents
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Abstract
従来の方法では引き出し方向から見てプラズマ境界面が凸面となり、発散イオンビームしか得られない。
【解決手段】
従来の電場のみの制御ではプラズマ境界面が凸面にしか成り得なかったプラズマ条件でも、イオン引き出し領域に任意の磁場を与えることによりプラズマ密度分布又は/及び電子温度分布が変化し、凹面に制御することができるため、従来の方法では得られなかった高輝度ビームを得る。
【選択図】 図3
Description
石川順三著、「イオン源工学」、177ページ、アイオニクス株式会社 LAN G. BROWN、The Physics and Technology of Ion Source, p.23ページ,WILEY-INTERSCIENCE PUBLICATION
(1)引き出し領域磁場によるプラズマ境界面への効果が正確にシミュレーションできない。
[発明の効果]
プラズマ条件でも、イオン引き出し領域に任意の磁場を与えることにより、プラズマ密度又は/及び電子温度の分布を最適化して凸面を変化させることができるため、従来の方法では得られなかった高輝度ビームを得ることが可能となる。
(発明を実施するための一形態)
図1〜3に示されるように、1対の引き出し電極1及びアノード電極2をそれぞれ相対して配置し、これらの電極間に、発生プラズマからイオンを引き出すための電圧を印可する。この1対の電極には、その中央部に種々の形状の空穴が設けられており、印可される電圧とプラズマ密度及び電子温度の程度により、その穴を通してプラズマ境界面が突出することになる。本発明のイオン源は、このイオン源プラズマのプラズマ境界面に対し、磁場を付与してその密度又は/及び電子温度の分布を調整することで、境界面を凹面状に形成することにより、プラズマから引き出されるイオンを集束するものである。
従来型のイオン源プラズマからのイオンの引き出し領域の概要図を図1及び2に示す。プラズマ密度及び電子温度が適切な場合、シース長は電極間距離よりも長くなり、プラズマ境界面4は図1に示されるように凹面となる。イオンはプラズマ境界面の垂直方向に放出されるため、図中の矢印の方向へ飛行する。この時、イオンは集束する方向に飛行するので、引き出し効率の良い低エミッタンスビームが得られる。
(1)高位置分解能微量元素分析
水素イオン(陽子)ビームを用いることによって微小領域での元素分析(Particle Induced X-ray Emission:PIXE)が可能である。
(3)バイオテクノロジーにおける細胞内特定部位のイオン照射が可能である。
Claims (2)
- プラズマ型イオン源において、プラズマ境界面でのプラズマ密度分布又は/及び電子温度分布を変化させることによってプラズマ境界面の形状を制御することからなる、イオン源引き出し領域におけるプラズマ境界面制御方法。
- 1対の引き出し電極及びアノード電極を相対して配置し、これらの電極間に、プラズマからイオンを引き出すための電圧を印可することによりイオンビームを形成するイオン源において、この発生するプラズマに対して磁場を付与してプラズマ密度又は/及び電子温度を調整し、プラズマ境界面を凹面状に形成することにより、プラズマ境界面から集束ビームを取り出すことを特徴とする、前記イオン源。
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