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扫描式离子枪是样品表面清洁、表面刻蚀和深度分析的常用部件,加速电压在500V到3kV之间可调,具有效率高、性能可靠等优点。电子光学系统是离子枪的重要组成部分,是决定离子束流品质的重要因素。本文利用计算机模拟软件CST对离子枪整体结构进行建模,研究了离子枪聚焦系统不同结构和电压参数对离子束电流密度和束斑尺寸的影响,同时得到了离子枪偏转系统在不同电压分布下的离子分布情况,通过仿真分析确定了电子光学系统的设计方案,并进行了实验验证。结果表明:工作距离为25mm、氩气工作气压为6×10-3Pa、加速电压为3kV时,氩离子束的束流大小为3μA;束斑大小在7mm到12mm之间可调;当偏转电压为300V时,偏转角度为4.6°。实验与仿真结果基本对应,同时该离子枪的性能指标可获得表面原子精度构造。 相似文献
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为测量电导率较低材料的二次电子发射系数,设计了一种能量在0~2ke V之间可调、束斑直径可调、可偏转、可脉冲的高性能电子枪。根据电子枪的性能指标对其电子发射、电子光学系统和电位关系进行物理设计,通过对控制极施加脉冲电压,实现电子束的脉冲发射。利用CST软件对电子枪建模并进行仿真分析,得到不同聚焦极电压对束斑尺寸的影响。仿真结果表明,在阴极电压为-1000V、控制极为-1005V、第一阳极为-880V时,随着聚焦电压由-400V增加到1000V,束斑直径由0.2mm增加到10mm,两者几乎成正比例关系。通过对比两种偏转组件,得出四极静电偏转器更适合在同一空间内使用,在工作距离为30mm、偏转电压为200V时,偏转灵敏度可达到34mm/k V,对应的偏转角为12.8°。 相似文献
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在真空环境中进行原子级别的薄膜生长,基板的表面温度监控是关键技术之一。针对不同尺寸的基板,通过热电偶测试基板近旁的温度和红外测温仪测试基板表面的温度,经过数据拟合获得两种测试方法所得温度的对应关系,基板表面的温度与近旁温度存在偏差,但两者之间存在较好的线性比例关系。 相似文献
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为了研究地球早期环境和生命演化过程,设计制作了样品辐照电子源。电子通过热灯丝发射,能量通过阴极电压来调节,电子束斑尺寸通过静电透镜来调节。灯丝缠绕方式提高了发射电子的均匀性。根据理论分析和电磁软件仿真,确定了电子源阴极与控制极距离的参数。仿真结果显示,在能量为3.5 keV时聚焦电压越大束斑越小,在工作距离为150 mm时束斑直径可实现30-50 mm之间可调。实验结果显示,该装置发射的电子束能量在1-5 keV之间连续可调;在工作距离为150 mm时,3.5 keV电子束的束斑直径可调,与仿真结果变化趋势一致,可产生20.8μA电子束流。 相似文献
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为对样品实现表面清洁、表面刻蚀或深度分析,设计制造了潘宁放电型离子枪。通过阳极筒和一对阴极在磁场的作用下实现原子的离子化,通过调节离子所处区域的电位确定离子能量,通过静电透镜来实现离子的加速和聚焦。调节静电透镜的尺寸和相对位置,可以使离子束在出口处被聚焦。阳极筒和阴极的选材需要满足超高真空使用又要避免溅射。通过理论计算和模拟离子束流的轨迹,确定了离子枪各主要组件的参数。经过测试,工作距离为80 mm和氩气的工作气压为1.3×10-2Pa时,2.5 keV氩离子束的束斑直径为12 mm,束流值为33μA。该离子枪可实现表面原子精度构造。 相似文献
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