[发明专利]分布式离子源加速镜筒

权利要求书

1.一种用于提供用于被指引到样品台上的样品的聚焦离子束的离子的离子源，包括：

源区，用于包含过冷中性原子；

源电极，其在源区的一侧上；

提取电极，其在形成源电极的源区的相对侧上，提取电极具有孔，源电极和提取电极提供跨越源区具有源电场强度的源电场；

能量源，其用于使过冷中性原子中的至少某些电离以产生离子，该离子被源电场加速通过孔；以及

阻性管，其沿着管具有不同的电位以从提取电极中的孔接收离子并将离子加速。

2.权利要求1的离子源，其中，所述阻性管的一端处于与提取电极基本上相同的电位，并且其中，所述阻性管的另一端处于与靶基本上相同的电位。

3.权利要求1的离子源，其中，离开阻性管的离子基本上被准直。

4.权利要求3的离子源，其中，所述提取电极和所述阻性管一起使粒子会聚或发散以提供大于250mm的量值的正或负离子焦距。

5.权利要求3的离子源，其中，所述提取电极和所述阻性管一起使粒子会聚或发散或提供大于1000mm的量值的正或负离子焦距。

6.权利要求1的离子源，其中，离子在源区中被加速并在阻性管内被进一步加速，由阻性管中的电场引起的离子的能量变化为由源区中的电场引起的能量变化的至少10倍。

7.权利要求1的离子源，其中，所述源区包括用于减慢并捕获中性原子的磁光陷阱。

8.权利要求1的离子源，其中，所述阻性管从提取电极的5mm内并在远离源电极的方向上延伸。

9.权利要求1的离子源，其中，所述阻性管包括具有阻性涂层的绝缘管。

10.权利要求1的离子源，其中，所述提取电极和所述阻性管一起使粒子会聚或发散或提供大于50mm的量值的正或负离子焦距。

11.一种聚焦离子束系统，包括：

权利要求1的离子源；

偏转电极，其用于使从源区提取的离子束偏转；以及

聚焦透镜，其用于使离子束聚焦到样品保持器上的样品上。

12.权利要求11的聚焦离子束系统，其中，没有射束限定孔径被定位于提取电极与样品保持器之间。

13.一种用于提供用于被指引到样品台上的样品的聚焦离子束的离子的离子源，包括：

源区，用于包含过冷中性原子；

源电极，其在源区的一侧上；

提取电极，其在形成源电极的源区的相对侧上，提取电极具有孔，源电极和提取电极提供跨越源区具有源电场强度的源电场；

能量源，其用于使过冷中性原子中的至少某些电离以产生离子，该离子被源电场加速通过孔；

至少一个扩展电极，其提供从具有孔的该电极延伸的扩展电场，扩展电场的强度刚刚超过孔，与源电场的强度相差小于百分之三十，从而减小或消除了离子离开源区时的聚焦效应。

14.权利要求13的离子源，其中，所述源区包括用于减慢并捕获中性原子的磁光陷阱。

15.权利要求13的离子源，其中，所述至少一个加速电极包括从提取电极附近延伸且远离源电极的阻性管。

16.权利要求15的离子源，其中，所述阻性管包括具有阻性涂层的绝缘管。

17.权利要求15的离子源，其中，最接近于提取电极的阻性管的末端处的电位与提取电极的电位相差小于20%。

18.权利要求17的离子源，其中，最接近于提取电极的阻性管的末端处于与提取电极大约相同的电位。

19.权利要求15的离子源，其中，所述系统还包括用于使离子束聚焦到样品上的离子聚焦透镜，并且其中，距离提取电极最远的阻性管的末端处的电位处于与样品近似相同的电位。

20.权利要求1的离子源，其中，所述至少一个加速电极包括一系列电极且还包括用于在电极变得更加远离源区时向该系列中的电极供应逐渐减小的电压的电压源。