溅射离子泵的工作原理及构造
溅射离子泵的阳极为一薄壁不锈钢圆筒,阴极是两块薄钛板,分置阳极两方。阳极、阴极一起装于不锈钢外壳中,整个壳体置于一磁场中,磁力线方向平行于阳极筒轴向,磁通密度约0.1~o.2 T(特斯拉)。工作时阳极与阴极间加有3~7千伏特直流电压,从而产生潘宁放电。这是一种在很低压强下仍能自持的放电,故能使用于高真空和超高真空。
放电产生的离子轰击阴极时,会引起金属钛的溅射,溅射的钛沉积于阳极筒内壁及阴极上离子轰击较少的部位。于是导致了两个结果:
(1)连续形成新鲜的活性钛膜吸气。
(2)连续掩埋吸附于阳极筒内壁及阴极边角部位(离子轰击较少的部位)的气体分子,尤其是惰性气体离子。
由此可知,这种泵的抽气作用也是基于活性钛膜的吸附作用和电清除作用,但其钛膜的形成是由放电引起的阴极溅射来实现的,避免了热源,故也称为冷泵。
一般单室的结构,抽速只有1~3 L/s。实用的泵都是许多单室并联而成,阴极则共用一块钛板,组成一个单元,再由多个单元组合成一个泵。这种只有阴极、阳极的溅射离子泵称为二极泵。