[發(fā)明專利]一種微秒級(jí)真空弧離子源能譜分析儀裝置及使用方法

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011015086.7
• 申請(qǐng)日: 2020-09-24
• 公開（公告）號(hào): CN112002629A
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅先文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 桂林理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H01J49/24
• 分類號(hào): H01J49/24;H01J49/12;H01J49/02;G01T1/36
• 代理公司: 成都行之專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51220
• 代理人: 李朝虎

1.一種微秒級(jí)真空弧離子源能譜分析儀裝置，其特征在于，包括一個(gè)金屬外殼(1)，所述金屬外殼(1)的頂部有一頂部開口(10)，底部有一開口朝向頂部的凹形底部固定筒(7)，凹形底部固定筒(7)的開口處設(shè)置有圓環(huán)狀的壓環(huán)(6)；所述金屬外殼(1)的內(nèi)部由頂部開口(10)一側(cè)向內(nèi)依次設(shè)置有引出電極(2)、柵網(wǎng)(4)、收集極(9)，以及將引出電極(2)、柵網(wǎng)(4)、收集極(9)隔開并固定的多片絕緣限位板(3)，所述多片絕緣限位板(3)之間形成腔體。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微秒級(jí)真空弧離子源能譜分析儀裝置，其特征在于，所述底部固定筒(7)為外側(cè)帶螺紋的圓筒狀結(jié)構(gòu)，通過螺紋擰緊固定到金屬外殼(1)上；所述底部固定筒(7)的底部一側(cè)的中心位置有通孔(11)，所述通孔(11)突出至金屬外殼(1)外部。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微秒級(jí)真空弧離子源能譜分析儀裝置，其特征在于，所述引出電極(2)的中心位置有一個(gè)錐形開口(12)，頂部開口(10)與引出電極(2)形成等離子體擴(kuò)散區(qū)，在引出電極(2)中心的錐形開口(12)形成離子流發(fā)射面。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微秒級(jí)真空弧離子源能譜分析儀裝置，其特征在于，所述金屬外殼(1)的頂部開口(10)的內(nèi)側(cè)剖面為階梯狀結(jié)構(gòu)，引出電極(2)和金屬外殼(1)的頂部開口(10)之間設(shè)置有一片絕緣限位板(3)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微秒級(jí)真空弧離子源能譜分析儀裝置，其特征在于，所述多片絕緣限位板(3)的剖面為階梯狀結(jié)構(gòu)；多片絕緣限位板(3)均打有四個(gè)通孔，對(duì)應(yīng)的通孔之間對(duì)齊，通孔內(nèi)固定有固定螺釘(8)，多片絕緣限位板(3)通過固定螺釘(8)固定為一個(gè)整體。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微秒級(jí)真空弧離子源能譜分析儀裝置，其特征在于，所述收集極(9)的外側(cè)兩端設(shè)置有饋電螺釘(5)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微秒級(jí)真空弧離子源能譜分析儀裝置，其特征在于，所述金屬外殼(1)的形狀呈圓筒狀。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微秒級(jí)真空弧離子源能譜分析儀裝置，其特征在于，所述開口(10)的形狀為正方形。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種微秒級(jí)真空弧離子源能譜分析儀裝置，其特征在于，所述柵網(wǎng)(4)的個(gè)數(shù)為三個(gè)。

10.一種微秒級(jí)真空弧離子源能譜分析儀裝置的使用方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1：將整個(gè)微秒級(jí)真空弧離子源能譜分析儀裝置放置于真空腔內(nèi)部；

S2：在頂部開口(10)的中空結(jié)構(gòu)內(nèi)放置直徑為φ＝20mm的真空弧離子源；

S3：金屬外殼(1)整體接地；

S4：測(cè)試：中間柵網(wǎng)(4)連接直流電源，直流電源的電壓幅值調(diào)節(jié)范圍為0～80V；收集極(9)連接示波器；去除真空弧離子源自身的引出極，使真空弧離子源放電產(chǎn)生的等離子體擴(kuò)散到引出電極(2)位置，在引出電極(2)中心的錐形開口(12)處形成發(fā)射面再獲得離子流，產(chǎn)生的離子流分別通過三個(gè)柵網(wǎng)(4)，最后到達(dá)收集極(9)并被收集；通過測(cè)量柵網(wǎng)(4)偏壓與收集極(9)電流的函數(shù)關(guān)系，進(jìn)而換算獲得離子流的能譜。