[發(fā)明專利]一種超高真空內(nèi)氣體電離裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910838892.5
• 申請日: 2019-09-05
• 公開（公告）號: CN110699673B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧建臣;許望偉;蔡金明
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明理工大學(xué);云天化集團(tuán)有限責(zé)任公司
• 主分類號: C23C16/50
• 分類號: C23C16/50;C23C16/28
• 代理公司: 成都東恒知盛知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 51304
• 代理人: 何健雄;廖祥文

本發(fā)明涉及一種超高真空內(nèi)氣體電離裝置，將氣體傳輸?shù)匠哒婵涨惑w內(nèi)并用熱電離的方式將氣體分子電離。該裝置由氣體導(dǎo)管、電加熱絲、絕緣片、螺桿、電源線、四通腔體、直線導(dǎo)入器組成。電加熱絲固定在絕緣片上，絕緣片固定在螺桿上，螺桿與直線導(dǎo)入器相連接。通過直線導(dǎo)入器，可以使電加熱絲沿螺桿方向自由移動，進(jìn)而控制加熱絲與目標(biāo)樣品的距離。電源線一端連接電加熱絲，一端連接在法蘭的電極接線柱上，外接直流源通過電極接線柱為加熱絲供電。使用裝置時，通過直線導(dǎo)入器移動電加熱絲至氣體導(dǎo)管口附近，接通電源加熱電加熱絲，電加熱絲達(dá)到使用溫度后，通過氣體導(dǎo)管導(dǎo)入氣體，氣體分子被高溫電加熱絲熱電離成原子或離子。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明設(shè)計一種超高真空內(nèi)氣體電離裝置，用于向各種超高真空系統(tǒng)內(nèi)引入氣體分子，并將分子電離為原子或者離子，進(jìn)而引入到目標(biāo)樣品表面。

技術(shù)背景

氣體電離有多種方式，比如：碰撞電離、光電離、熱電離以及電極表面發(fā)射，其中較為常用的是熱電離方式。當(dāng)氣體分子處于熱輻射高溫環(huán)境中時，氣體分子中電子能獲得能量。獲得能量的電子有幾率逃逸分子，成為自由電子。此時氣體電子從中性分子變?yōu)殡x子或原子。

在超高真空系統(tǒng)中制備特殊樣品時，有時需要引入各種原子或離子到樣品表面。目前最常用的引入方式是使用蒸發(fā)源，包括分子蒸發(fā)源和金屬蒸發(fā)源。蒸發(fā)源通過加熱的方式使其內(nèi)部承載的固體單質(zhì)以原子或離子形式升華到目標(biāo)樣品表面。但是，這種方式只適用于升華部分原子。對于沒有對應(yīng)固體單質(zhì)的元素，比如，氫原子，氯原子，溴原子等，不能通過蒸發(fā)源的方式引入原子或離子到目標(biāo)樣品表面。因此，在一定程度上限制了超高真空內(nèi)制備樣品的多樣性。

因此，我們設(shè)計了一種超高真空內(nèi)氣體電離裝置，通過裝置前端燈絲加電流后的熱輻射，使引入到真空腔室內(nèi)部的氣體，比如：氫氣，氯化氫，溴化氫，碘化氫等，被熱電離為相應(yīng)的原子或者離子，便于將不能用蒸發(fā)源升華的原子或離子沉積到樣品表面。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種超高真空內(nèi)氣體電離裝置，主要通過以下技術(shù)方案來解決：

一種超高真空內(nèi)氣體電離裝置，該裝置由氣體導(dǎo)管(1)、電加熱絲(2)、絕緣片(3)、螺桿(4)、電源線(6)、四通腔體(8)、直線導(dǎo)入器(11)組成。

四通腔體(8)上有四個法蘭，分別連接電源法蘭、封閉腔體，氣體源和直線導(dǎo)入器(11)。

氣體導(dǎo)管(1)在末端與螺桿(4)平行，電加熱絲(2)固定在絕緣片(3)上，絕緣片(3)固定在螺桿(4)上，螺桿(4)與直線導(dǎo)入器(11)相連接，使電加熱絲(2)隨絕緣片(3)獲得沿螺桿(4)方向—即氣體導(dǎo)管(1)末端方向—的移動自由度。

電源線(6)一端連接電加熱絲(2)，一端連接在電源法蘭上，給電加熱絲(2)提供電源。

使用時移動電加熱絲(2)至氣體導(dǎo)管(1)口附近，接通電源加熱電加熱絲(2)，電加熱絲(2)達(dá)到使用溫度后，通過氣體導(dǎo)管(1)導(dǎo)入氣體，氣體分子被高溫電加熱絲(2)熱電離。

氣體導(dǎo)管(1)材質(zhì)為任何金屬或PVC等可加工高強(qiáng)度材料；

螺桿(4)材質(zhì)為任何適用于超高真空的金屬材料；

電源線(6)材質(zhì)為任何適用于超高真空的金屬材料；

電加熱絲(2)材質(zhì)為任何適用于超高真空的金屬材料：

絕緣片(3)材質(zhì)為任何適用于超高真空的絕緣材料；

裝置工作根據(jù)材質(zhì)不同，可在多種環(huán)境中工作。

裝置各配件的設(shè)計思路，保證了裝置組裝過程步驟清晰，沒有難以完成操作，同時裝備整體可以拆卸，方便修理。