摘要：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^(-2) Pa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。

摘要：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。

摘要：叙述了聚焦离子束离子光学系统中离子枪的优化设计，采用复合形法进行优化设计后的离子枪，其发射性能、光学性能和工作寿命都显著提高。

摘要：针对离子减薄制样仪的离子枪高电压绝缘体(环)污染失效、再生变型等问题,提出了以石英玻璃环替代陶瓷环为绝缘体的方案,设计实施方法并进行实践验证.结果表明:使用高光洁度石英玻璃绝缘体显著提高了抗金属粉尘污染的能力,寿命长且经济耐用,还能经热处理清洁后再生重复使用,大大延长了更换绝缘体的时间,具有重要的应用价值.