熱陰極電離規ESD效應研究

習振華 成永軍 趙瀾 張瑞芳 張虎忠

中國航天科技集團公司五院510 所

　　摘要：電子激勵脫附(Electron stimulated desorption，ESD)效應與軟X 線效應、陰極出氣效應一同被認為是影響熱陰極電離規極高真空測量下限的主要原因。

　　熱陰極電離規柵極表面由電子轟擊脫附產生中性粒子及帶電離子，與氣相離子共同作用于收集極，產生與真空系統內壓力無關的殘余電流，且低壓力下，ESD 效應產生的離子流遠大于氣相離子產生的離子流，測量下限難以延伸。

　　通過分析ESD 效應產生機理，從氣體種類、陰極發射電流及電極電壓三個方面進行研究。

　　實驗表明，活性氣體具有比惰性氣體顯著的吸附特性，且 H₂吸附量遠大于O₂;隨發射電流增大， ESD 效應減小，但燈絲溫度升高，出氣率增大;貝塞爾盒能量分析器規中，柵極加速后，ESD 離子與氣相離子能量差約為40eV，實現了ESD 離子與氣相離子的有效分離。