Resumen
Electro-optical device and method for obtaining high density and low energy ion beams. An electro-optical device is described, formed by three consecutive elements: a first einzel lens, a cylindrical element and a second einzel lens, whose use allows to focus and brake ion beams of high density and energy. This is carried out by using voltage pulses applied to the cylindrical element while it is traversed by the ions. At the same time, the use of the two einzel lenses makes it possible to focus the ion beam and ensure a high current density in the image plane. This device is very useful in spectroscopic and analytical applications to detect ionic species with high resolution and sensitivity, as well as other more technological uses such as etching or ion implantation in the semiconductor industry or similar. (Machine-translation by Google Translate, not legally binding)
Reivindicaciones
1. 1. Dispositivo electroóptieo para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía caracterizado porque comprende, al menos. 2. a) una primera lente Einzcl (1), 3. b) un elemento cilindrico intermedio (2), e) una segunda lente Einzcl (3), 4. d) medios para sujetar y alinear los elementos entre sí y con el haz de iones. 5. 2. Dispositivo electroóptieo para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según la reivindicación 1 caracterizado porque la primera lente Einzcl (1) está formada por tres discos (11), (12) y (13) cuyos diámetros externo e interno se optimizan según la aplicación en la que van a ser utilizados. 6. 3. Dispositivo electroóptieo para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según la reivindicación 1 caracterizado porque el elemento cilindrico intermedio (2) está situado entre las dos lentes Einzel y porque está fabricado en cualquier material conductor. 7. 4. Dispositivo electroóptieo para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según la reivindicación 1 caracterizado porque la segunda lente Einzel (3) está formada por tres discos (31), (32) y (33). 8. 5. Dispositivo electroóptieo para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según las reivindicaciones 1 y 4 caracterizado porque los discos laterales (31) y (33) son simétricos entre sí y más largos que el diseo central. 9. 6. Dispositivo electroóptieo para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según las reivindicaciones 1, 2, 4 y 5 caracterizado porque los discos (11), (12,) (13), (31), (32) y (33) de las lentes Einzel (1) y (2) están fabricados en cualquier material conductor. 10. 7. Dispositivo electroóptieo para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según las reivindicaciones 1, 2, 3, 4, 5 y 6 caracterizado porque el material conductor es duraluminio. 11. 8. Dispositivo electroóptico para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según las reivindicaciones 1, 2, 4 y 5 caracterizado porque los discos (11), (12,) (13), (31), (32) y (33) de las lentes Einzel (1) y (2) están aislados eléctricamente entre sí por medio de piezas de cualquier material aislante. 12. 9. Dispositivo electroóptico para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según las reivindicaciones 1, 2, 4, 5 y 8 caracterizado porque el material aislante es cerámica. 13. 10. Dispositivo electroóptico para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según las reivindicaciones 1,2, 4, 5 y 8 caracterizado porque el material aislante es macor. 14. 11. Dispositivo electroóptico para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según las reivindicaciones 1, 2, 4 y 5 caracterizado porque los discos (11), (12,) (13), (31), (32) y (33) de las lentes Einzel (1) y (2) tienen un agujero roscado en su parte superior para conectarlos, mediante un cable eléctrico, a un determinado potencial. 15. 12. Dispositivo electroóptico para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según la reivindicación 1 caracterizado porque todos los elementos tienen cuatro agujeros a 90° grados por donde se introducen los medios para sujetar y alinear los elementos entre sí y con el haz de iones y porque estos medios son cuatro varillas roseadas introducidas en dichos agujeros. 16. 13. Dispositivo electroóptico para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según las reivindicaciones 1 y 12 caracterizado porque las varillas van roscadas a la fuente de iones y porque se garantiza que la dirección del haz de iones está bien alineado a lo largo del eje central del dispositivo. 17. 14. Método para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía utilizando el dispositivo electroóptico señalado en de las reivindicaciones 1-13 que comprende al menos las fases: 18. - incidir un haz de iones en la primera lente Einzel (1) del dispositivo; 19. - variar el voltaje del disco de enfoque (12) de la primera lente Einzel (1) hasta conseguir el enfoque máximo, la máxima señal, en el detector de iones; 20. - incidir el haz de iones en el interior del elemento cilindrico (2); 21. - aplicar un voltaje determinado al elemento cilindrico (2); 22. - llevar el voltaje del elemento cilindrico (2) a cero llevando éste a masa; 23. - frenar o decelerar el haz de iones en el interior del elemento cilindrico (2); 24. - incidir un haz de iones en la segunda lente Einzel (3) del dispositivo; 25. - variar el voltaje del disco de enfoque (32) de la segunda lente Einzel; 26. - enfocar el haz de iones saliente en el punto imagen deseado, disminuyendo su divergencia, 27. - medir la intensidad del haz y grabar los pulsos para realizar medidas comparativas. 28. 15. Método para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según la reivindicación 14 caracterizado porque cuando lo iones con una energía cinética Ei están dentro del elemento cilindrico (2) y se aplica un voltaje determinado, los iones continúan moviéndose dentro de él con una energía E2 y porque E2 es menor que E¡. 29. 16. Método para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según las reivindicaciones 14 y 15 caracterizado porque el voltaje aplicado es tal que, multiplicado por la carga del electrón, es igual a la diferencia entre la energía cinética inicial Ei menos la energía energética linal E2. 30. 17. Método para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según la reivindicación 14 caracterizado porque trabaja con haces de iones con una energía cinética comprendida entre 0 y 10 KeV. 31. 18. Método para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según la reivindicación 14 caracterizado porque trabaja con haces de iones tanto positivos eomo negativos. 32. 19. Método para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según las reivindicaciones 14 y 18 caracterizado porque cuando el haz está formado por cationes el voltaje utilizado es positivo. 33. 20. Método para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según las reivindicaciones 14 y 18 caracterizado porque cuando el haz está formado por aniones el voltaje utilizado es negativo. 34. 21. Método para obtener haces iónicos de gran densidad y baja energía según la reivindicación 14 caracterizado porque trabaja con haces de iones tanto pulsados como continuos.
