一種離子束流密度測量裝置制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種離子束流密度測量裝置，屬于束流密度測量【技術領域】。本實用新型包括離子收集杯、屏蔽罩、石墨墊、第一環(huán)形磁鐵、第二環(huán)形磁鐵和陶瓷墊圈；所述的離子收集杯和屏蔽罩通過陶瓷墊圈絕緣，該離子收集杯和屏蔽罩之間形成離子收集室；所述的離子收集杯的杯底設置有石墨墊，離子收集杯的杯體外壁包裹有第一環(huán)形磁鐵和第二環(huán)形磁鐵，所述的第一環(huán)形磁鐵的N極遠離離子收集杯的杯底，第一環(huán)形磁鐵的S極靠近離子收集杯的杯底，所述的第二環(huán)形磁鐵與第一環(huán)形磁鐵的放置方向相反；所述的屏蔽罩的圓心處開設有錐形孔。本實用新型可以有效抑制二次電子和二次離子效應的產(chǎn)生，離子束流密度測量精度高，且結(jié)構(gòu)簡單，便于推廣應用。
【專利說明】一種離子束流密度測量裝置
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及束流密度測量【技術領域】，更具體地說，涉及一種離子束流密度測量裝置。
【背景技術】
[0002]離子束是以近乎一致的速度，沿近乎一致的方向運動的一群離子。離子束作為一種強大的工具，在科學研究、工業(yè)制造和材料表征等領域，尤其是核子結(jié)構(gòu)探測以及半導體離子摻雜等領域應用廣泛。
[0003]在實際應用中，往往需要精確控制離子束的束流密度、能量等特性參數(shù)。測量離子束流密度最常用的工具是法拉第杯，法拉第杯作為一種傳統(tǒng)的束流強度測量裝置，在束流強度的歸一化測量等方面具有不可替代的作用。而在使用法拉第杯進行束流強度測量過程中，會有兩種因素造成測量誤差，第一是入射的帶電粒子撞擊法拉第杯表面產(chǎn)生低能量的二次電子或二次離子而逃離；第二是入射粒子的反向散射。二次電子或二次離子的產(chǎn)生將嚴重影響離子束流密度的檢測。
[0004]經(jīng)檢索，中國專利號ZL201020218105.1，授權(quán)公告日為2011年I月12日，發(fā)明創(chuàng)造名稱為:法拉第杯，該申請案公開了一種法拉第杯，其包括一離子收集杯，所述離子收集杯包括一開口端、一封口端和一杯身，所述杯身外包裹有一個絕緣罩，所述開口端處設有一前屏蔽罩，所述封口端處設有一后屏蔽罩，所述前屏蔽罩與開口端之間加設有一前絕緣擋板，所述后屏蔽罩與封口端之間加設有一后絕緣擋板。該申請案的法拉第杯通過在離子收集杯外增加金屬屏蔽罩，以屏蔽真空腔體內(nèi)部散射的離子造成的干擾，達到準確有效收集目標離子的目的，但該申請案結(jié)構(gòu)復雜、制造成本高，不便于推廣應用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]1.實用新型要解決的技術問題
[0006]本實用新型的目的在于解決現(xiàn)有法拉第杯受二次電子或二次離子效應的影響，離子束流密度測量誤差大的問題，提供了一種離子束流密度測量裝置，本實用新型可以有效抑制二次電子和二次離子效應的產(chǎn)生，離子束流密度測量精度高，且結(jié)構(gòu)簡單，便于推廣應用。
[0007]2.技術方案
[0008]為達到上述目的，本實用新型提供的技術方案為:
[0009]本實用新型的一種離子束流密度測量裝置，包括離子收集杯、屏蔽罩、石墨墊、第一環(huán)形磁鐵、第二環(huán)形磁鐵和陶瓷墊圈；所述的離子收集杯和屏蔽罩通過陶瓷墊圈絕緣，該離子收集杯和屏蔽罩之間形成離子收集室；所述的離子收集杯的杯底設置有石墨墊，離子收集杯的杯體外壁包裹有第一環(huán)形磁鐵和第二環(huán)形磁鐵，所述的第一環(huán)形磁鐵的N極遠離離子收集杯的杯底，第一環(huán)形磁鐵的S極靠近離子收集杯的杯底，所述的第二環(huán)形磁鐵與第一環(huán)形磁鐵的放置方向相反；所述的屏蔽罩的圓心處開設有錐形孔。
[0010]作為本實用新型更進一步的改進，所述的錐形孔遠離離子收集杯一側(cè)的孔徑為0.5 ?2mmο
[0011]作為本實用新型更進一步的改進，所述的離子收集杯和屏蔽罩為黃銅。
[0012]作為本實用新型更進一步的改進，所述的離子收集杯接一靈敏電流計，所述的屏蔽罩接地。
[0013]作為本實用新型更進一步的改進，所述的陶瓷墊圈包括第一陶瓷墊圈和第二陶瓷墊圈，屏蔽罩、第一陶瓷墊圈、離子收集杯和第二陶瓷墊圈通過螺栓、螺母固連；所述的第一陶瓷墊圈位于屏蔽罩和離子收集杯之間，第二陶瓷墊圈位于離子收集杯和螺母之間。
[0014]3.有益效果
[0015]采用本實用新型提供的技術方案，與已有的公知技術相比，具有如下有益效果:
[0016](I)本實用新型的一種離子束流密度測量裝置，其離子收集杯的杯體外壁包裹有第一環(huán)形磁鐵和第二環(huán)形磁鐵，且第一環(huán)形磁鐵與第二環(huán)形磁鐵的放置方向相反，通過兩塊環(huán)形磁鐵產(chǎn)生磁場可以有效阻止二次電子和二次負離子背散射，減弱二次電子和二次負離子對離子束流密度測量的影響，其離子收集杯的杯底設置有石墨墊，可以有效減少二次正離子背散射，進而減弱二次正離子對離子束流密度測量的影響，離子束流密度測量精度聞;
[0017](2)本實用新型的一種離子束流密度測量裝置，結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，便于推廣應用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0018]圖1為本實用新型的一種離子束流密度測量裝置的爆炸圖；
[0019]圖2為本實用新型的一種離子束流密度測量裝置的左視圖；
[0020]圖3為本實用新型的一種離子束流密度測量裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ] 不意圖中的標號說明:
[0022]11、離子收集杯；111、墊圈安裝孔；12、屏蔽罩；121、固定螺栓孔；122、錐形孔；2、離子收集室；3、石墨墊；41、第一環(huán)形磁鐵；42、第二環(huán)形磁鐵；51、螺栓；52、螺母；61、第一陶瓷墊圈；62、第二陶瓷墊圈。
【具體實施方式】
[0023]為進一步了解本實用新型的內(nèi)容，結(jié)合附圖和實施例對本實用新型作詳細描述。
[0024]實施例1
[0025]結(jié)合附圖，本實施例的一種離子束流密度測量裝置(即法拉第杯)，包括離子收集杯11、屏蔽罩12、石墨墊3、第一環(huán)形磁鐵41、第二環(huán)形磁鐵42、第一陶瓷墊圈61和第二陶瓷墊圈62。本實施例從離子束的能量、離子束射入行程考慮，鑒于離子束射入行程較小，離子收集杯11和屏蔽罩12均采用黃銅制作，整個密度測量裝置的制作成本低。
[0026]參看圖2，所述的屏蔽罩12為圓形結(jié)構(gòu)，該屏蔽罩12的圓心處開設有錐形孔122，錐形孔122遠離離子收集杯11的一側(cè)孔徑小于靠近離子收集杯11 一側(cè)的孔徑，該錐形孔122即為離子束的射入孔。鑒于離子束射入孔直徑越小檢測到的離子束流密度越精確，但孔徑越小輸出的電流越小，電流檢測越困難，也會降低離子束流密度檢測的精確度和靈敏度。從兼顧精確度和靈敏度的角度出發(fā)，設計錐形孔122遠離離子收集杯11 一側(cè)的孔徑為0.5?2mm，在該孔徑范圍內(nèi)能夠達到離子束射入穩(wěn)定、束流密度檢測精確、靈敏的目的，具體到本實施例錐形孔122遠離離子收集杯11 一側(cè)的孔徑為0.5mm。
[0027]所述的屏蔽罩12以錐形孔122為圓心的圓周上開設有固定螺栓孔121，對應的離子收集杯11與屏蔽罩12接觸的杯壁上也開設有墊圈安裝孔111。參看圖1和圖2，屏蔽罩12、第一陶瓷墊圈61、離子收集杯11和第二陶瓷墊圈62通過螺栓51、螺母52固連，使得離子收集杯11和屏蔽罩12之間形成離子收集室2。所述的第一陶瓷墊圈61位于屏蔽罩12和離子收集杯11之間，第二陶瓷墊圈62位于離子收集杯11和螺母52之間。第一陶瓷墊圈61和第二陶瓷墊圈62均插入墊圈安裝孔111中，螺栓51貫穿固定螺栓孔121以及第一陶瓷墊圈61、第二陶瓷墊圈62開設的孔與離子收集杯11 一側(cè)的螺母52相連。本實施例通過陶瓷墊圈絕緣離子收集杯11和屏蔽罩12，能夠保證射入離子束的穩(wěn)定性，同時也有利于減弱二次電子或二次離子效應。所述的離子收集杯11接一型號為J0409的靈敏電流計，用于檢測離子束產(chǎn)生電流。所述的屏蔽罩12接地，以有效消除測量裝置外部電子和離子對檢測結(jié)果的影響。
[0028]所述的離子收集杯11的杯底設置有石墨墊3。離子收集杯11的杯體外壁包裹有第一環(huán)形磁鐵41和第二環(huán)形磁鐵42，所述的第一環(huán)形磁鐵41的N極遠離離子收集杯11的杯底，第一環(huán)形磁鐵41的S極靠近離子收集杯11的杯底。所述的第二環(huán)形磁鐵42與第一環(huán)形磁鐵41的放置方向相反，即第二環(huán)形磁鐵42的N極靠近離子收集杯11的杯底，第二環(huán)形磁鐵42的S極遠離離子收集杯11的杯底。本實施例通過石墨墊3有效減少二次正離子背散射，進而減弱二次正離子對離子束流密度測量的影響，又通過第一環(huán)形磁鐵41、第二環(huán)形磁鐵42的設置產(chǎn)生磁場有效阻止二次電子和二次負離子背散射，減弱二次電子和二次負離子對離子束流密度測量的影響，離子束流密度測量精度高。
[0029]實施例2
[0030]本實施例的一種離子束流密度測量裝置，基本同實施例1，其不同之處在于:本實施例中錐形孔122遠離離子收集杯11 一側(cè)的孔徑為0.8mm。
[0031]實施例3
[0032]本實施例的一種離子束流密度測量裝置，基本同實施例1，其不同之處在于:本實施例中錐形孔122遠離離子收集杯11 一側(cè)的孔徑為2mm。
[0033]實施例1?3所述的一種離子束流密度測量裝置，可以有效抑制二次電子和二次離子效應的產(chǎn)生，離子束流密度測量精度高，且結(jié)構(gòu)簡單、制造成本低，便于推廣應用。
[0034]以上示意性的對本實用新型及其實施方式進行了描述，該描述沒有限制性，附圖中所示的也只是本實用新型的實施方式之一，實際的結(jié)構(gòu)并不局限于此。所以，如果本領域的普通技術人員受其啟示，在不脫離本實用新型創(chuàng)造宗旨的情況下，不經(jīng)創(chuàng)造性的設計出與該技術方案相似的結(jié)構(gòu)方式及實施例，均應屬于本實用新型的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種離子束流密度測量裝置，包括離子收集杯(11)和屏蔽罩(12)，其特征在于:還包括石墨墊(3)、第一環(huán)形磁鐵(41)、第二環(huán)形磁鐵(42)和陶瓷墊圈；所述的離子收集杯(11)和屏蔽罩(12)通過陶瓷墊圈絕緣，該離子收集杯(11)和屏蔽罩(12)之間形成離子收集室(2);所述的離子收集杯(11)的杯底設置有石墨墊(3)，離子收集杯(11)的杯體外壁包裹有第一環(huán)形磁鐵(41)和第二環(huán)形磁鐵(42)，所述的第一環(huán)形磁鐵(41)的N極遠離離子收集杯(11)的杯底，第一環(huán)形磁鐵(41)的S極靠近離子收集杯(11)的杯底，所述的第二環(huán)形磁鐵(42)與第一環(huán)形磁鐵(41)的放置方向相反；所述的屏蔽罩(12)的圓心處開設有錐形孔(122)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種離子束流密度測量裝置，其特征在于:所述的錐形孔(122)遠離離子收集杯(11) 一側(cè)的孔徑為0.5?2mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種離子束流密度測量裝置，其特征在于:所述的離子收集杯(11)和屏蔽罩(12)為黃銅。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的一種離子束流密度測量裝置，其特征在于:所述的離子收集杯(11)接一靈敏電流計，所述的屏蔽罩(12)接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種離子束流密度測量裝置，其特征在于:所述的陶瓷墊圈包括第一陶瓷墊圈(61)和第二陶瓷墊圈(62)，屏蔽罩(12)、第一陶瓷墊圈(61)、離子收集杯(11)和第二陶瓷墊圈￠2)通過螺栓(51)、螺母(52)固連；所述的第一陶瓷墊圈￠1)位于屏蔽罩(12)和離子收集杯(11)之間，第二陶瓷墊圈(62)位于離子收集杯(11)和螺母(52)之間。
【文檔編號】H01J37/244GK204102853SQ201420626204
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月27日
【發(fā)明者】吳彩林, 代忠紅, 寧平華 申請人:馬鞍山職業(yè)技術學院