デュオプラズマトロン

デュオプラズマトロンは、陰極フィラメントが真空チャンバー内に電子を放出するイオン源です。^[1]アルゴンなどのガスがチャンバー内に微量導入され、陰極からの自由電子との相互作用により帯電またはイオン化され、プラズマを形成します。その後、プラズマは少なくとも2つの高電荷グリッドの列を通って加速され、イオンビームとなり、デバイスの 開口部からかなり高速で移動します。

デュオプラズマトロンは、強力なガスイオン源を提供するために、 1956年にマンフレート・フォン・アルデンヌによって初めて開発されました。デミルカノフ、フロリッヒ、キステメーカーなどの他の貢献者も1959年から1965年にかけて開発を続けました。1960年代を通じて、多くの人が研究を続け、負イオンの抽出と多価イオンの生成を発見しました。 ^[1]プラズマトロンには、ユニプラズマトロンとデュオプラズマトロンの2種類があります。接頭辞は放電の狭窄を指します。^[2]

標準的なデュオプラズマトロンは、その動作を司る 3 つの主要コンポーネントで構成されています。これらには、熱陰極、中間電極、および陽極が含まれます。中間電極の主な役割は、放電を発生させることです。この放電は、陽極近くの小さな部分と、中間電極と陽極の間の短い磁場に限定されます。デュオプラズマトロンには、陰極に近い陰極プラズマと陽極に近い陽極プラズマの 2 種類のプラズマがあります。陰極は、適切な量のエネルギーを持つ電子ビームを注入することで機能します。この注入により、陽極内のガス分子 (通常はアルゴンガス) がイオン化され、陽極近くの電位が上昇します。しかし、反発されたイオンは、減速領域を通過するのに十分なエネルギーを持つイオンと結合し、このイオンの組み合わせによって、方向性のあるイオンと電子が拡張カップに充填されます。^[3]デュオプラズマトロンの最適な動作モードは、中間電極と陰極の電位がほぼ等しい放出に陰極が調整されているときであると考えられています。^[1]

デュオプラズマトロンはイオン源の一種です。イオン源は質量分析計やその他の機器用のイオンを形成するために必要です。ペニングイオン化源と比較して、デュオプラズマトロンは、費用が安く、取り扱いが簡単で、寿命が長いなどの利点があります。しかし、デュオプラズマトロンはビーム強度が低いため、大きな欠点となる可能性があります。^[4]

• Brown, IG、「イオン源の物理と技術」、Wiley-VCH (2004)、p. 110
• Dass, Chhabil (2006 年 8 月 24 日)。現代質量分析の基礎。John Wiley & Sons, Inc. ISBN 9780471682295。 

• Duoplasmatron-Animation 2007-03-12 にWayback Machineでアーカイブされました