真空アーク型金属イオン源の開発と金属多価イオン分光へ応用

• Project/Area Number: 05238212
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research on Priority Areas
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Institution: Meisei University
• Principal Investigator: 長田 哲夫 明星大学, 理工学部, 教授 (80062298)
• Project Period (FY): 1993
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1993)
• Budget Amount: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000); Fiscal Year 1993: ¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
• Keywords: イオン源 / 多価イオン / 分光 / 金属

Research Abstract

本研究の当該年度の目的は、金属多価イオンの分光学および衝突過程研究のための電子ビームイオントラップ(Electron Beam Ion Trap、以下EBITと略す)に1次イオンを打ち込むための金属イオン源を開発することであった。この目的にかなうイオン源として金属蒸気真空アーク(Metal Vapor Vaccum Arc、以下MEVVAと略す)型イオン源を採用した。
当初の計画どうり、MEVVAを設計・製作し、動作テストを行った。製作したMEVVAイオン源は、陽極と調べようとする元素を含む陰極との間に、大容量コンデンサーによる放電をトリガーとして使ってアーク放電を起こさせてイオンを生成する。テストは陰極材料に鉄(Fe)およびアルミニウム(Al)を使って行った。トリガー電圧2〜4kV、放電電圧100〜500V、イオン引き出し電圧3keVの条件で、イオン源の出口から0.5mの点で0.2cm^2の補集面積で得られたイオン電流は10^<-3>〜10^<-2>Aであった。イオン信号の継続時間が5〜10musであったので、1スパーク当りのイオン数は10^<10>〜10^<11>個となる。最初に製作したイオン源はいくつかの不備な点があったので、改良したものを製作した。これに対するテストは、イオン強度に関する限り最初のものとほぼ同じ結果を与えた。
イオンビームの電荷分布とエネルギー幅を静電アナライザーを使って調べるという当初の計画は今後に持ち越されたが、製作したイオン源が、EBITの1次イオン入射用イオン源として十分なイオン強度をもつことが示された。次年度はイオンビームの診断を行ったのち、EBITヘイオン入射を行うための回路系の整備を行い、さらに入射テストを行う。