(57)【要約】      プラズマを生成するためのおよびターゲット（３）の方へ電子ビームを向けるための装置（２；２Ｉ；２ＩＩ；２ＩＶ；２Ｖ；２ＶＩ；２ＶＩＩ；２ＶＩＩＩ）であって；この装置（２；２Ｉ；２ＩＩ；２ＩＶ；２Ｖ；２ＶＩ；２ＶＩＩ；２ＶＩＩＩ）が、中空要素（５）；中空要素（５）とそれとは別である別の要素との間に、前記別々の要素の方へ電子ビームを向けるような方法で電位の差異を賦課するように設計されている活性化群（２１）；および、別々の要素の方へテーパをつけられる少なくとも１つのテーパ状部分（１３）を有し、かつ別々の要素の方へガスフローを加速するように設計されているドラバルノズル（２３）を備える装置。【選択図】図１
2015529932.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
プラズマを生成してかつターゲット（３）の方へ電子ビームを向けるための装置であって；前記装置（２）が：
キャビティ（６）を有する中空要素（５）；
前記中空要素（５）と前記中空要素（５）とは別である別の要素との間に、前記中空要素（５）とは別である前記他の要素の方へプラズマ生成空間から前記電子のビームを使用中に向けるために、電位差を使用中に賦課するように設計されている活性化群（２１）を備え、
前記装置（２）が、それが前記生成空間と流体連通する加速のチャネル（１２）、および、前記生成空間内にかつ前記加速チャネル（１２）に沿って前記全く同一の加速チャネル（１２）の上流から下流への方向にガスフローを使用中に生成するために、前記加速チャネル（１２）の上流に、前記加速チャネル（１２）の下流の圧力より大きい圧力を伝えるように設計されている圧力調整システム（Ｐ）を備え、ならびに前記加速チャネル（１２）が前記ガスフローの動きを加速するように設計されていることを特徴とする装置。
【請求項２】
前記加速チャネル（１２）が、拡張の軸を有してかつ前記ガス分子の横の動きの任意の成分を前記全く同一の軸と平行の動きに変換するように設計されていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記加速チャネル（１２）が、前記ガスフローの前記方向に沿って減少する断面を有する少なくとも１つのテーパ状部分（１３）を備えることを特徴とする請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
前記加速チャネル（１２）が、ドラバルノズルを備えることを特徴とする請求項１−３のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項５】
前記中空要素（５）とは別である相互作用の要素（１８）を更に備える請求項１−４のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項６】
前記中空要素（５）とは別である前記他の要素が、前記相互作用の要素（１８）であることを特徴とする請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記中空要素（５）とは別である前記他の要素が、前記ターゲット（３）であることを特徴とする請求項１−５のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項８】
前記生成空間が、前記キャビティ（６）を備えることを特徴とする請求項１−７のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項９】
前記生成空間が、前記ガスフローに対して前記加速チャネル（１２）の上流にまたは下流に配置されることを特徴とする請求項１−８のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項１０】
前記加速チャネル（１２）の前記テーパ状部分（１３）が、少なくとも２０倍減少する通路領域を有することを特徴とする請求項３および請求項１−２、４−９のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項１１】
前記加速チャネルの前記テーパ状部分（１３）が、およそ１４ｍｍ２とおよそ２５ｍｍ２との間である通路領域を備えた、前記中空要素（５）とは別である前記他の要素の方へ向けられる末端（１５）を備えることを特徴とする請求項３および請求項１−２、４−１０のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項１２】
請求項３および請求項１−２、４−１１のうちいずれか一項に記載の装置であって、前記キャビティ（６）を前記外側との流体連通に置くために、前記中空要素（５）が開口（１１）を備え；前記加速チャネル（１２）が前記別々の要素と前記キャビティ（６）との間に配置され、かつ前記開口（１１）を通して前記ガスフローの前記動きを加速するように設計され；前記圧力調整システム（Ｐ）が前記キャビティ（６）に前記外側の圧力より大きい圧力をもたらすように設計され；前記中空要素（５）とは別である前記他の要素が前記中空要素（５）の外側に配置され；前記テーパ状部分（１３）が前記中空要素（５）とは別である前記他の要素の方へテーパをつけられ、かつ前記中空要素（５）とは別である前記他の要素の方へ前記ガスフローの前記動きを加速するように設計されていることを特徴とする装置。
【請求項１３】
請求項１−１２のうちいずれか一項に記載の装置であって、かつ前記キャビティ（６）内に少なくとも部分的に配置されるトリガー電極（７）を備え；前記キャビティ（６）内部に電子が形成されるように前記活性化群（２１）がさらに前記トリガー電極（７）と前記中空要素（５）との間に電位差を賦課するように設計され；特に、前記活性化群（２１）が前記中空要素（５）に電気的に接続されてかつ前記中空要素（５）の前記電位を４０ｎｓ未満で少なくとも２ｋＶ低下させるように設計されている装置。
【請求項１４】
前記キャビティ（６）および前記加速チャネル（１２）がお互いに接続され、前記外側に対して流体密であることを特徴とする請求項１−１３のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項１５】
前記圧力調整システム（Ｐ）が、前記キャビティ（６）内の前記圧力を前記外側の圧力より少なくとも１０倍高い値に維持するために前記キャビティ（６）にガスを供給するように設計されたガス供給ユニットおよび高速開閉バルブを備えることを特徴とする請求項１−１４のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項１６】
請求項１−１５のうちいずれか一項に記載の、かつ前記加速チャネル（１２）の境界を決めてかつ前記中空要素（５）に直接接続される加速要素（２３）を備える装置。
【請求項１７】
請求項１−１５のうちいずれか一項に記載の、かつ前記加速チャネル（１２）の境界を決めてかつそれらの間に挿入される誘電材料でできている管状要素（２２）を備えた前記中空要素（５）に接続される加速要素（２３）を備える装置。
【請求項１８】
前記相互作用の要素（１８）が、使用中に、前記電子ビームが通過する通路チャネル（１８ａ）を備えることを特徴とする請求項４および請求項１−３、５−１７のうちいずれか一項に記載の装置。
【請求項１９】
前記通路チャネル（１８ａ）が、前記加速チャネル（１２）の出口末端（２６）に実質的に面する入口端（２５）を備えることを特徴とする請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記通路チャネル（１８ａ）および前記加速チャネル（１２）が、実質的に相互に同軸であることを特徴とする請求項１９に記載の装置。
【請求項２１】
請求項１８、１９または２０に記載の装置であって、前記相互作用の要素（１８）が、前記通路チャネル（１８ａ）と流体連通する、かつ横方向に境界を決められる内室（２７）を備え；前記内室（２７）が２つの開放端（２９、３０）を備え、かつ前記通路チャネル（１８ａ）に対して横断して開放端（２９、３０）の間に延在することを特徴とする装置。
【請求項２２】
プラズマを生成してかつターゲット（３）の方へ電子ビームを向けるための装置であって；前記装置（２）が、キャビティ（６）を有する中空要素（５）；前記中空要素（５）とは別である相互作用の要素（１８）；前記相互作用の要素（１８）の方へ前記電子ビームを向けるために前記中空要素（５）と前記相互作用の要素（１８）との間に電位差を賦課するように設計された活性化群（２１）を備え；
前記装置（２）が、前記相互作用の要素（１８）が使用中に前記電子ビームが内部を通過し、かつ前記電子ビームを使用中に収容するために前記キャビティ（６）の方へ面する入口端（２５）を備える通路チャネル（１８ａ）、および前記通路チャネル（１８ａ）と流体連通し、かつ横方向に境界を決められる内室（２７）を備え；前記内室（２７）が２つの開放端（２９、３０）を備え、かつ前記通路チャネル（１８ａ）に対して横断して前記開放端（２９、３０）の間に延在することを特徴とする装置。
【請求項２３】
支持体（４）上の所定の材料の堆積のための器具であって、前記器具（１）が：
前記堆積が行われる前記支持体（４）を配置することが使用中に可能である外室（４５）、および前記所定の材料を備えるターゲット（３）を備え；
前記器具（１）が、それが請求項１−２２のうち一項に記載の装置（２；２Ｉ；２ＩＩ；２ＩＶ；２Ｖ；２ＶＩ；２ＶＩＩ；２ＶＩＩＩ）を備え、前記装置の前記キャビティ（６）および前記外室（４５）がお互いに連通し；前記外室（４５）が１０−３ｍｂａｒ未満の圧力でガスを含有し；前記装置（２；２Ｉ；２ＩＩ；２ＩＶ；２Ｖ；２ＶＩ；２ＶＩＩ；２ＶＩＩＩ）が、前記所定の材料の少なくとも一部が前記ターゲット（３）から除去されてかつ前記支持体（４）上に堆積されるように、前記ターゲット（３）に対して前記電子ビームを向けるように設計されていることを特徴とする器具。
【請求項２４】
支持体（４）上の所定の材料の施着のための一方法であって、前記方法が、請求項１−２２のうちいずれか一項に記載の装置（２；２Ｉ；２ＩＩ；２ＩＶ；２Ｖ；２ＶＩ；２ＶＩＩ；２ＶＩＩＩ）が、ターゲット（３）から前記所定の材料の少なくとも一部を除去し、かつ前記支持体（４）の方へそれを向けるために、前記所定の材料を備える前記ターゲット（３）に対して前記電子ビームを向ける放出ステップを含む方法。
【請求項２５】
電子ビームを生成するための一方法であって、以下の動作ステップ、すなわち：
生成空間およびそれと連通する加速チャネル（１２）に希薄イオン化可能ガスを充填するステップ；
前記生成空間および前記加速チャネル（１２）を通してかつ外側の方へ前記ガスのフローを生成するステップ；
前記加速チャネル（１２）の軸に沿って前記ガスフローを加速してかつ前記軸に対して横の前記ガス分子の動きの任意の成分を前記全く同一の軸と平行の動きに変換するステップ；
前記生成空間内にかつ前記加速されたガスフロー内に少なくとも部分的にプラズマの形成を引き起こすステップ；および
このように形成される前記プラズマからターゲット（３）の方へ前記電子ビームを向けるステップを含む方法。
【請求項２６】
前記ガスフローが、前記ターゲット（３）に向けた方向に生成されることを特徴とする請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
前記加速されたガスフローが、前記プラズマおよび前記電子ビームを案内するために用いられることを特徴とする請求項２５または２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラズマを生成してかつターゲットの方へ電子ビームを向けるための装置、同じく前記装置の応用に関する。特に、支持体上の材料の層の施着のための器具および方法ならびに溶接のための器具および方法が提供される。
【背景技術】
【０００２】
電子の供給源およびプラズマの供給源として働くように設計された様々なタイプの装置がある。そういった装置は、強い電界によって誘発される電子の放出または加熱線の熱放射を用いる（これらの供給源は「電界放出」または「熱放射」タイプであると識別されることができる）。電子ビームの生成および伝達は、超高真空を備えた環境内にしばしば生じる。そのような場合、電子は残留ガスの原子と衝突をせず、かつ非常に狭いエネルギスペクトルを有する。しかしながら、空間電荷効果が強度および単色性の結果として生じる低減による電子パケットの空間分散およびエネルギ分散を回避するために十分に低くなければならないので、ビームの密度は相対的に低く保持されなければならない。電子供給源の別のファミリは、表面から電子が放出されるプラズマの存在に基づく「仮想」カソードを用いる。このプラズマカソードの形成は、相対的に高い（最高０．１ｍｂａｒ）残留ガス圧力を必要とする。その場合、電子ビームの伝播には残留ガスの原子に対する電子の衝突によって引き起こされる二次プラズマの生成が伴う。この種の衝突は、一方では電子からのエネルギ分散および他方ではガス原子からの電子の二次放出によって電子ビームの増大を引き起こす。二次プラズマの存在は、さらに電子パケットが空間的に分散することなくコンパクトであるような方法で伝播することを可能にする静電遮蔽効果を作り出す。したがって、この電子ビームは、たとえエネルギに関して多分散系であっても、「電界放出」または「熱放射」供給源によるより明らかに高い電荷密度を有することができる。
【０００３】
電子供給源としてプラズマカソードを生成するための多くの方法がある：（例えば、（特許文献１）内に記述される）「グロー放電」、（例えば、（非特許文献１）；および（非特許文献２）内に記述される）「定常状態ＤＣ放電」、（例えば（特許文献２）内に記述される）アーク放電、および（例えば（非特許文献３）内に記述される）一種のＰｅｎｎｉｎｇ放電さえ、少なくとも基本的動作原理を包含する。カソードからのアノード以降ターゲットまでの電子ビームの伝播および増倍さえ、電子供給源の２つの主なクラスを作り出す種々の方法で実施されることができる。第１のクラスでは電子ビームは、電子の供給源を含有する真空槽の空間全体内に釣り合いのとれた圧力で静止残留ガスの「背景」上の自由空間内に伝播する（（非特許文献１）；および（非特許文献２））。対照的に第２のクラスでは誘電材料でできている毛管が、電子ビームを案内するために用いられる（このセクターでは、用語「毛管」は１．５ｍｍと４ｍｍとの間の直径を備えた管を指す）。１．５ｍｍ未満の直径を備えた毛管が、プラズマがそれの内側に伝播することを可能にしない過剰なインピーダンスを有し、反面４ｍｍより大きい直径を備えた毛管が維持されるのに十分なプラズマ密度を可能にしないので、前記サイズ範囲の外側でシステムはもはや機能せず、帰結は生成される電子の数量の（したがって、前記使用に対する溶発効率の）低下である。前記毛管は、真空槽の残りを越える圧力で残留ガスのフローによってしばしば充填され、それによって圧力および濃度勾配を形成する。この種の技法は、しばしば「チャネルスパーク放電」と称する（（特許文献１）；（特許文献２）；および（非特許文献３））。
【０００４】
供給源の第１のクラスは、連続放出でまたはパルスモードでのどちらかで動作することができる。毛管を用いる第２のクラスは、それの過熱する潜在的課題を回避するためにたいていパルスモードで動作する。実際、パルスの負荷サイクルに働いて過熱によるその内面の損傷を回避するために毛管によって伝達される平均パワーを相対的に低く保持することが可能である。
【０００５】
ビームの自由伝播を伴う電子の供給源は、電子パケットの方向付けおよび分散の課題に苦しむ。対照的に、毛管を備える供給源は、次にターゲット材の汚染を引き起こす毛管の内部溶発に起因する電子の平均エネルギに関して限定される。さらに、毛管が供給源の形状に厳しい幾何学的条件を課すので、毛管はそれ自体システムの工業的「スケールアップ」に対する障害物を構成する。
【０００６】
さらに注意されるべきことは、毛管が用いられる時、電子ビームは（毛管に由来する）不純物を含有し、およびこれらの構成部品の規則的な保守および交換が、（２、３時間から数日までの）非常に短い期間の動作でさえ必要である（それらは汚れて電子ビームを生成するための装置の能力を阻止する傾向がある）ことである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許第７１８３５６４号明細書
【特許文献２】国際特許第２０１０／１０９２９７  Ａ２号明細書
【特許文献３】国際特許出願第２０１１／１４８２５１号明細書
【特許文献４】ＰＣＴ特許出願第ＩＴ２０１１０００３０１号明細書、
【特許文献５】ＰＣＴ特許出願第ＩＢ２０１  ０５４１８２号明細書
【非特許文献】
【０００８】
【非特許文献１】Ｈ．Ｇｏｋｔａｓ、Ｈｕｌｙａ  Ｋｉｒｋｉｃｉ、Ｇ．ＯｋｅおよびＭ．Ｖ．Ｕｄｒｅａ；ｌｅｅｅ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  Ｏｎ  Ｐｌａｓｍａ  Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｖｏｌ．３０，Ｎｏ．５，（２００２），１８３７
【非特許文献２】Ｅｆｉｍ  Ｍ．ＯｋｓおよびＰｅｔｅｒ  Ｍ．Ｓｃｈａｎｉｎ；Ｐｈｙｓ．Ｐｌａｓｍａｓ  ６，（１９９９），１６４９
【非特許文献３】Ｇ．Ｅ．Ｏｚｕｒ、Ｓ．Ａ．Ｐｏｐｏｖ、Ｖ．Ｆ．ＦｅｄｕｓｈｃｈａｋおよびＡ．Ｖ．Ｓａｕｓｈｋｉｎ；Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  Ｌｅｔｔｅｒｓ，Ｖｏｌ．３２，（２００６），ｐａｇｅｓ  ９２８−９３１
【非特許文献４】Ｆ．Ｐａｓｃｈｅｎ、Ｗｉｅｄ．Ａｎｎ．、３７（１８８９）６９
【非特許文献５】Ｅ．Ｈ．Ｈｉｒｓｃｈ、Ｂｒ．Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．１５（１９６４）１５３５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、従来技術の欠点が少なくとも部分的に克服されることを可能にする、かつ同時に、製作して実現するのに容易で安価である、プラズマを生成するための装置、前記装置を備える器具および前記装置を用いる方法を提供する目的を有する。本発明はさらに、各従来技術代替物のできる限り多くの利点およびできるだけ少ない欠点を有する、プラズマを生成するための装置、前記装置を備える器具および前記装置を用いる方法を提供する目的を有する。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
したがって本発明は、下記の独立クレームに、および好ましくはこの独立クレームに直接または間接的に従属する請求項のいずれかに記載される、プラズマを生成するための装置、前記装置を備える器具および前記装置を用いる方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
本発明がいくつかの限定されない実施態様を例示する添付の図面を参照して以下に記載され、そこにおいて：
【００１２】
【図１】本発明に従う一方法で用いられることができる器具の部分的断面の概略図である；
【図２】図１の器具の更なる実施態様の部分的断面の概略図である。
【図３】図１の器具の更なる実施態様の部分的断面の概略図である。
【図４】図１の器具の更なる実施態様の部分的断面の概略図である。
【図５】図１の器具の更なる実施態様の部分的断面の概略図である。
【図６】図１の器具の更なる実施態様の部分的断面の概略図である。
【図７】図１の器具の更なる実施態様の部分的断面の概略図である。
【図８】図１の器具の更なる実施態様の部分的断面の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下は、いかなる別々の特許出願の出願を用いてさえも独立保護に適していることが全てに対して理解されなければならない本発明の種々の実施態様の記述である。図７および８の実施態様に関して加速チャネルのない変形がさらに可能な独立保護の対象であることができることが理解されるべきである。
【００１４】
図１において、数字１は全体として所定の材料を堆積するための器具を示す。器具１は、所定の材料の少なくとも一部がターゲット３から切り離されてかつ支持体４上に堆積されるような方法で、プラズマを生成する（すなわち希薄ガスの少なくとも部分的イオン化）ための、かつ所定の材料を備える（特にそれから構成される）ターゲット３の方へ電子ビームを向けるための装置２を備える。
【００１５】
代替実施態様によれば、所定の材料は単一均質の材料からまたは２つ以上の異なる材料の組合せから成ることができる。
【００１６】
有利には、ターゲット３は接地されている。このように、電子がすでにターゲット３に当たった時でさえ、ターゲット３は電子ビームをはね返さない（かつむしろ引きつける）。
【００１７】
装置２は、カソードとして働くように設計され、かつ（外面上の境界を決める）内部キャビティ６を備える中空要素５を備える。装置１はさらに、導電性材料（特に金属）を備える（特にそれから構成される）トリガー電極７を備える。トリガー電極７は、（中空要素５によって境界を決められる）キャビティ６の内側に配置される。特に、中空要素５は導電性材料（より詳しくは、金属材料）を備える（より特にはそれから構成される）。トリガー電極７は、導電性材料（より詳しくは、金属材料）を備える（より詳しくはそれから構成される）。
【００１８】
特に、用語導電性材料は、（２０°Ｃで測定して）１０−１オームｍ未満の抵抗率を有する材料を指す。有利には、導電性材料は（２０°Ｃで測定して）１０−３オームｍ未満の抵抗率を有する。
【００１９】
実施態様によっては、中空要素５はタングステン、モリブデン、熱分解黒鉛（およびそれらの組合せ）：から成る群から選ばれる材料を備える（特にそれから構成される）。実施態様によっては、トリガー電極７はタングステン、モリブデン、ステンレス鋼、銅、熱分解黒鉛（およびそれらの組合せ）：から成る群から選ばれる材料を備える（特にそれから構成される）。
【００２０】
図１内に例示される実施態様によれば、トリガー電極７は中空要素５の壁８を通って延びる。実質的電気絶縁材料（特にテフロン、ガラス、石英、セラミック）のリング（例示されない）が、トリガー電極７と壁８との間に挿入される。
【００２１】
特に、用語実質的電気絶縁材料は、（２０°Ｃで測定して）１０３オームｍを超える抵抗率を有する材料を指す。有利には、電気を導通しない材料は、（２０°Ｃで測定して）１０７オームｍを超える（より有利には、１０９オームｍを超える）抵抗率を有する。いくつかの実施態様によれば、実質的電気絶縁材料は誘電材料である。
【００２２】
装置２は、さらにトリガー電極７を接地に接続してかつ少なくとも１００オームの、有利には少なくとも１キロオームの抵抗を有する抵抗器１０を備える。特に、抵抗器１０は約２０キロオームの抵抗を有する。
【００２３】
他の実施態様では、抵抗器１０の代わりに等価機能を備えた別の電子装置が用いられる。
【００２４】
有利には、コンデンサ１０ａがトリガー電極７と接地との間に（抵抗器１０と並列に）配置される。コンデンサ１０ａは０．５ｎＦと１０ｎＦとの間の、有利には１ｎＦと５ｎＦとの間の容量を有する。特定の実施態様によれば、コンデンサ１０ａは約３ｎＦの容量を有する。
【００２５】
キャビティ６内部にあるのが、希薄ガスである。いくつかの実施態様によれば、キャビティ６は５ｘ１０−２ｍｂａｒ以下の（特に、１０−２ｍｂａｒ未満の）圧力で希薄ガスを含有する。特に、キャビティ６内に含有される希薄ガスは、１０−５ｍｂａｒ以上の（より詳しくは、１０−４ｍｂａｒ以上の）圧力を有する。
【００２６】
これに対して、装置２が、キャビティ６内部で上述の圧力を規定する（維持する）ために設計された圧力調整システムＰを備えることが注意されるべきである。有利には、調節システムＰは、キャビティ６内部で外側（外室４５）上のそれより大きい圧力を規定する（維持する）ように設計されている。特に、圧力調整システムＰは、キャビティ６内部で外側上の圧力より少なくとも１０倍（場合によっては、少なくとも１５倍）大きい圧力を規定する（維持する）ように設計されている。より正確に言うと、（希薄ガスが存在する−いくつかの実施態様によれば無水の）外側で１０−６ｍｂａｒ以上の圧力が維持される。場合によっては、外側で１０−５ｍｂａｒ以下の圧力が維持される。
【００２７】
圧力調整システムＰは、（いずれにせよ常に堆積チャンバ内部で装置の外側と比較してその圧力を増加させるために）キャビティ６内部に（有利には、無水の）ガスを供給するためのガス供給ユニットを備える。特に、ガス供給ユニットはキャビティ６に入るダクト７‘および圧力源Ｐ‘（例えばポンプ）を備える。注意されるべきことは、図１内に例示される実施態様では、ダクト７‘は、さらに（上記の通りの）トリガー電極７として働くことである。換言すれば、ダクト７‘およびトリガー電極７は、一致する。
【００２８】
実施態様によっては、調節システムＰは高速開閉バルブ、通常、１００マイクロ秒未満で、特に５００ナノ秒未満で、開けるおよび／または閉じることが可能なバルブを備える。このように、急速パルスを以下に記載する電位の差異の印加で管理する必要なしで、パルスモードでプラズマを生成することが可能である。
【００２９】
キャビティ６内に存在するガスおよび（外室４５内の）外側に存在するガスは実質的に同じである。このガスは、有利には無水である。
【００３０】
実施態様によっては、ガスは実質的に不活性である。
【００３１】
場合によっては、ガスは酸素、窒素、アルゴン、ＮＯ、ヘリウム、キセノン、水素（およびそれらの組合せ）：から成る群から選ばれる。
【００３２】
いくつかの実施態様によれば、ガスはアルゴンおよび必要に応じて（ガスの総容積と比較して容積で）０％から１０％の分量の酸素である。代わりとして、ガスはアルゴンおよび（ガスの総容積と比較して容積で）最高１％のＨ２、Ｈｅ、Ｎ２：から成る群から選ばれる更なる要素である。
【００３３】
中空要素５は、キャビティ６を外側との流体連通に置くための開口１１を備える。
【００３４】
装置２は、さらに外側の方へ開口１１を通してキャビティ６内に含有されるものの動きを加速するための加速チャネル１２を備える。より正確に言うと、加速チャネルはターゲット３の方へ（特に、相互作用の要素１８の方へ）キャビティ６内に含有されるものを加速するように設計されている。
【００３５】
加速チャネル１２は、少なくとも１つの（連続的）テーパ状部分１３を備える。特に、部分１３は外側の方へテーパをつけられている。
【００３６】
加速チャネル１２は、さらにキャビティ６に対して（および開口１１に対して）部分１３の下流に位置する部分１４を備える。有利には、前記部分１４は部分１３の方へ（連続的に）テーパをつけられている。
【００３７】
換言すれば、加速チャネル１２はドラバルノズルを形成する。例示される実施態様によれば、部分１３は実質的に截頭円錐形状を有する。部分１４は、実質的に截頭円錐形状を有する。
【００３８】
特に、部分１３は少なくともおよそ１４ｍｍ２の通路領域（すなわちキャナルまたは自由断面）を備えた外側の方へ（したがって部分１４の方へ）面する末端１５を備える。前記通路領域は、最高およそ２５ｍｍ２である。より正確に言うと、前記通路領域はおよそ１７ｍｍ２からおよそ２２ｍｍ２まで（特に、およそ２０ｍｍ２）である。
【００３９】
部分１３は、少なくとも３００ｍｍ２の通路領域（特に、少なくとも３５０ｍｍ２）を備えたキャビティ６の方へ面する末端１６を備える。前記通路領域は、最高およそ２０００ｍｍ２である。
【００４０】
加速チャネル１２は、キャビティ６と外側との間に位置する。特に、キャビティ６は加速チャネル１２を通して外側と流体連通する。
【００４１】
加速チャネル１２が開口１１に面する末端（詳しくは末端１６）を備えることが注意されるべきである。
【００４２】
装置２はさらに安定化ユニット１７を備え、それは、次に、中空要素５の外側に位置する相互作用の要素１８を備える。
【００４３】
相互作用の要素１８は、導電性材料（金属）を備える（特に、それから構成される）。有利には、前記材料は１３００°Ｃを越える融解温度を有する。
【００４４】
いくつかの実施態様によれば、前記材料は鋼（特にステンレス）、タングステン、モリブデン、クロミウム、熱分解黒鉛（およびそれらの組合せ）：から成る群から選ばれる。特に、相互作用の要素１８はタングステン、モリブデン、熱分解黒鉛（およびそれらの組合せ）：から成る群から選ばれる材料を備える（から構成される）。
【００４５】
安定化ユニット１７は、さらに相互作用の要素１８におよび接地に電気的に接続されるコンデンサ１９を備える。
【００４６】
テーパ状部分１３は、相互作用の要素１８の方へテーパをつけられる（かつ相互作用の要素１８の方へキャビティ内に含有されるものの動きを加速するように設計される）。
【００４７】
有利には、コンデンサ１９は中空要素５に（電気的に）接続されるコンデンサの容量未満の容量を有する。特に、前記コンデンサはコンデンサ１９の容量の少なくとも２倍である容量を有する。
【００４８】
より詳しくは、コンデンサ１９は、０．５ｎＦと１０ｎＦとの間の、有利には１ｎＦと５ｎＦとの間の容量を有する。特定の実施態様によれば、コンデンサ１９は約３ｎＦの容量を有する。
【００４９】
対照的に、他の実施態様では、コンデンサ１９の代わりに等価機能および可能ならば同じ容量を備えた別の電子装置が用いられる。
【００５０】
安定化ユニットはさらに、相互作用の要素１８を接地に接続する抵抗器２０を備える。特に、抵抗器２０はコンデンサ１９と並列に配置される。
【００５１】
いくつかの実施態様によれば、抵抗器２０は少なくとも１キロオームの、および有利には最高１メガオームの抵抗を有する。特に、抵抗器２０はおよそ５からおよそ１０キロオームまでの抵抗を有する。
【００５２】
対照的に、更なる実施態様では、抵抗器２０の代わりに等価機能および可能ならば同じ抵抗を有する別の電子装置が用いられる。
【００５３】
相互作用の要素１８は、その通路領域がキャビティ６の反対側の（すなわち、開口１１の反対側の）加速チャネル１２の（特に、部分１４の）一端２６の通路領域より大きい（または等しい）通路チャネル１８ａを備える。
【００５４】
装置２は、さらに中空要素５と相互作用の要素１８との間に電位の差異を賦課するように設計された活性化群２１を備える。活性化群２１は（さらに）、中空要素５とトリガー電極７との間に電位差を賦課するように設計されている。
【００５５】
実施態様によっては、活性化群２１は（特許文献２）、（特許文献３）の特許出願内におよび／または出願（特許文献４）、（特許文献５）内に記述されるような活性化群である（特にこれらの特許出願内に記述される活性化群１１を参照のこと）。
【００５６】
特に、活性化群２１は少なくとも２ｋＶ（特に、少なくとも６ｋＶ）の中空要素５の電位の（特に、実質的にゼロと等しい電位から始まる）低下を引き起こすように設計されている。より正確に言うと、活性化群２１は少なくとも１２ｋＶ（特に、少なくとも１８ｋＶ）の中空要素５の電位の低下を引き起こす。活性化群２１は、最高２５ｋＶ（特に、最高２４ｋＶ；より正確には最高２０ｋＶ）の中空要素５の電位の低下を引き起こす。中空要素５の電位の低下は１０００ｎｓ未満で、とりわけ２０ｎｓ未満で生じる。特に、それは、中空要素５の方へ少なくとも０．１６ｍＣ（最高０．５ｍＣ）の電荷のパルスを向けることによってなされる。有利には、活性化群２１は１５ｎｓ未満で（より正確には、１０ｎｓ未満で）；場合によっては、ほぼ４ｎｓ未満で電位の低下を中空要素５に賦課するように設計されている。このように、（中空要素５内部で）プラズマが作り出される。以下に、（ちょうど今記述された場合に、少なくともキャビティ６に対応する）プラズマが生じる空間全体が、全体として生成空間として参照されることが注意されるべきである。
【００５７】
したがって、使用中に、活性化群２１は上記したパラメータに従って中空要素５とトリガー電極７との間に電位差を賦課する。結果として、プラズマがキャビティ６内部で生成される（すなわち、希薄ガスの少なくとも部分的イオン化がある）。
【００５８】
キャビティ６内に形成される電子が加速チャネル１２に入る時、相互作用の要素１８によって確立される電位の差異が、電子がターゲット３の方へ加速チャネル１２に沿って加速されることを可能にする。それらの動きの間に、これらの電子はガスの更なる分子に当たって、したがって、次にターゲット３の方へ加速される二次電子の放出を引き起こす。
【００５９】
それに加えて、キャビティ６内に含有されるガスが加速チャネル１２（ドラバルノズル）に入ってそれを充填することが注意されるべきである。この点で、加速チャネル１２を通過する前記ガスは（加速チャネル１２の特別幾何学的構成に起因して）加速される。ガスの分子の横自由度は、加速チャネル１２の軸と平行した動きに変換される。分子は、（通路チャネル１８ａに沿って）相互作用の要素１８を通過してかつターゲット３の方へそれらの行程を続ける。全体として、システムは有利にはそれがパッシェン曲線の最小値の左の状態にあるような方法で構造化され（非特許文献４）、隣接する空間に対して（加速チャネル１２内の）加速されるガスのジェット内のガスのより大きな密度がジェットそれ自体内部で（カソードとして働く）中空要素５と（アノードとして働く）相互作用の要素１８との間に好ましい電気放電を引き起こし、システムの他の部分間の電気放電を防止するようにする。このように、システムの部品はすり減らず、電子ビームは相対的に低い数量の不純物を有する。さらに、このように、放電は装置１の外側で（すなわち加速チャネル１２の外側で）トリガーされない。
【００６０】
ジェットのガスは、中空要素５と相互作用の要素１８との間の放電によってイオン化され、電子およびプラズマが、この領域内におよびターゲット３の方へ相互作用の要素１８を越えて伝播する（したがって、プラズマ形成ゾーン全体が生成空間と呼ばれたものの一部である）。この点で、相互作用の要素１８は役割を変えて、（その間にその漂遊容量がイオン化前面によって伝えられるカソード電位まで完全に充電されるので）カソードとして働き、および、ターゲット３はアノードとして働く。プラズマの電子は、相互作用の要素１８とターゲット３との間の電位の差異によって加速される。前記電子はターゲット３に当たり、それの溶解またはその溶発を引き起こす。
【００６１】
ターゲット３がアノードとして働くので、ターゲット３が（１ｋＡ以上である高い電流パルスに耐えることに適しているワイヤによって）接地に接続されることが有利である。このように、電子がすでにターゲット３に当たった時でさえ、ターゲット３は電子ビームをはね返さない（かつむしろ引きつける）。さらに、本実施態様において、ターゲット３が導電材料でできている何の必要性もない、すなわち、ターゲット３は絶縁および／または誘電材料でできていることができる。
【００６２】
有利には、ターゲット３は挿入される抵抗器なしで接地に接続される。換言すれば、ターゲット３は最も少なく可能な抵抗で接地に接続される。
【００６３】
ターゲット上へ加速される電子のパルスの強度および効率は、中空要素５に供給される電位のパルスを変更することによって、またはコンデンサ１９の容量、ガス圧力、加速チャネル１２とターゲット３との間の距離を変更することによって制御されることができる。
【００６４】
装置２は、さらに実質的絶縁材料（上記記載の通り−通常ガラス）でできている管状要素２２（スリーブ）を備える。前記管状要素２２は、構造上の安定性が中空要素５と相互作用の要素１８との間に達成されることを可能にする。例示されないいくつかの実施態様によれば、管状要素２２は不在である。
【００６５】
管状要素２２は、（上記記載の通り）実質的絶縁材料でできている。いくつかの実施態様によれば、管状要素２２は誘電材料、有利にはガラスまたはセラミックでできている。
【００６６】
装置２はさらに（既知のタイプで、かつ例示しない）オペレータインタフェースユニットを備え、オペレータが装置２の動作を調節すること（例えば動作パラメータの使用および／または編集）を可能にする。
【００６７】
電子の一連のパルスを作り出すような方法で動作する時、パルスの周波数は、（例えば、溶発または溶接を実行することを意図する場合）意図された使用、および（例えば、ターゲット３を製作するために用いられる材料のタイプを考慮して）ターゲット３のタイプを含む種々の要素に基づいて選ばれなければならない。いくつかの状況では、（プラズマが生成されておよび）電子ビームが少なくとも２Ｈｚの周波数（場合によっては、少なくとも３０Ｈｚ；より正確に言うと少なくとも１００Ｈｚ）でターゲット３の方へ向けられる。
【００６８】
図２は、２Ｉとラベルをつけられる装置２の更なる実施態様を示す。装置２Ｉは、（同じ要素しかし異なる形状を備えた）幾何学的態様に関して装置２とは異なる。装置２Ｉは、さらに異なる部品である（すなわち、それらは一致しない）トリガー電極７およびダクト７‘を備える。
【００６９】
さらに、装置２Ｉは相互作用の要素１８を有さない。より正確に言うと、この場合、相互作用の要素１８によって実行される機能は、ターゲット３によって実施される。換言すれば、ターゲット３および相互作用の要素１８は、一致する。反面（対照的に）、装置２では、相互作用の要素１８およびターゲットは、異なる部品である（すなわち、それらは一致しない）。
【００７０】
有利には（装置２Ｉでは）、ターゲット３は接地に電気的に接続される。ターゲット３は（さらに）、（相互作用の要素１８に対して上記で規定されるような）導電性材料でできている。有利には、ターゲット３は挿入される抵抗器なしで接地に接続される。換言すれば、ターゲット３は最も少なく可能な抵抗で接地に接続される。
【００７１】
ターゲット３および接地に対する接続は、有利には、それらが（１ｋＡ以上の）高いパルスの電流に耐えることができるような方法で選ばれるべきである。
【００７２】
装置２Ｉは、ターゲット３の特定の点の方へ電子ビームを向ける際に特定の精度を可能にする。特に、電子ビームの非常に小さな分散（横の−広がり）しかないことが注意されるべきである。これは電子が加速要素２３とターゲット３との間の陽イオンによって境界を決められる一種のチャネルに入るためであると考えられる。
【００７３】
装置２Ｉは（溶発の代わりに）溶接を実行したい場合にとりわけ有効である。
【００７４】
図３は、２ＩＩとラベルをつけられる装置２の更なる実施態様を示す。装置２ＩＩは、加速チャネル１２（特に、加速要素２３）と中空要素５との間に位置する管状要素２４があることに起因して基本的に装置２Ｉとは異なる。管状要素２４は、キャビティ６および加速チャネル１２を流体連通に置くように設計されている。
【００７５】
管状要素２４は、２つの開放端２４ａおよび２４ｂならびに内部キャナル２４ｃ（それはキャビティ６を加速チャネル１２との流体連通に置く）を備える。管状要素２４および関連した内部キャナル２４ｃは、それぞれ実質的円形断面を有する。
【００７６】
管状要素２４は、（上記記載の通り）電気的絶縁材料でできている。いくつかの実施態様によれば、管状要素２４は誘電材料、有利にはガラス、石英またはセラミックでできている。
【００７７】
中空要素５−加速要素２３システム内部で生成され、かつターゲット３の方へガスのジェットによって搬送される電子の密度は、中空要素５内部で作り出されるプラズマの密度に依存することが実験中に観測された。前記密度は（例えば：キャビティ６内部のガスの圧力、生成されるプラズマに供給される電流、プラズマを生成する電位の差異、など）種々のパラメータによって制御されるが、しかし、それは装置それ自体内部のプラズマの柱の幾何学形状によって更に制御されることができる。
【００７８】
管状要素２４を導入してプラズマの柱の幾何学形状（長さおよび断面）が、プラズマのインダクタンスおよび、したがって、プラズマの供給源内部で伝えられる電流の最大値を規定する。対照的に、電流はプラズマから抽出されてかつ供給源によって供給される電子の数量が由来するプラズマの温度および密度を規定する。
【００７９】
したがって、管状要素２４の（より正確に言えば関連したキャナル２４ｃの）長さおよび断面（直径）を変更することによって、加速チャネル１２を出る電流（換言すれば、電子ビーム；すなわち単位時間あたり電子の数）を調節することが可能である。より正確には、管状要素２４内部の通路領域がより小さいほど（すなわちキャナル２４ｃの断面がより小さいほど）、電流がより少ない（抵抗およびインダクタンスがより大きい）；管状要素２４がより短いほど、電流がより大きい（抵抗およびインダクタンスがより小さい）。
【００８０】
簡単な方法で（管状要素２４のサイズを変えることによって）、加速チャネル１２を出る電流を調節する（特に、増加させる）可能性は、従来技術と比較して有意な利点である。
【００８１】
図４は、２ＩＶとラベルをつけられる装置２の更なる実施態様を示す。装置２ＩＶは、（ターゲット３に加えて）相互作用の要素１８を備える（ので装置２Ｉとは異なる）。相互作用の要素１８は、通路チャネル１８ａを備えてかつ加速チャネル１２と流体連通する。通路チャネル１８ａは、加速チャネル１２の出口端２６に面する入口端２５を備える。端部２６は、端部１６の反対側である。
【００８２】
相互作用の要素１８はさらに内室２７を備え、それが通路チャネル１８ａと流体連通してかつ少なくとも１つの壁２８によって横方向に境界を決められる。内室２７は、２つの開放端２９および３０を備える。特に、内室２７は通路チャネル１８ａが延在する方向に対して横方向に端部２９と端部３０との間に延在する。相互作用の要素１８の方へ面するターゲット３の表面が、内室２７が端部２９と端部３０との間に延在する方向に対して実質的に垂直であることが注意されるべきである。
【００８３】
実施態様によっては、内室２７は実質的に円筒形の形状を有する。
【００８４】
例示される実施態様によれば、装置２ＩＶはさらに追加電極３１を備える。有利には、追加電極３１は接地されている。特に、追加電極は抵抗器Ｒを用いて接地されている。通常、この抵抗器Ｒは少なくとも１００オーム、有利には少なくとも１キロオームの抵抗を有する。特に、抵抗器Ｒはおよそ２０キロオームの抵抗を有する。
【００８５】
有利には、追加電極３１は横方向に境界を決められる内部通路３１‘を備える。使用中に、電子ビームは内部通路３１‘を通して動く。特に、追加電極は実質的環状形状を有する。
【００８６】
特に、ターゲット３は最も低い可能な抵抗を備えたワイヤによって直接接地されている。有利には、例示される実施態様の全てで、ターゲット３が挿入される抵抗器なしで接地に接続される。換言すれば、ターゲット３は最も少なく可能な抵抗で接地に接続される。
【００８７】
例示されない実施態様によれば、追加電極３１は不在である。これらの場合、ターゲット３は（挿入される抵抗器なしで）（直接）接地されている。
【００８８】
いくつかの実施態様によれば、相互作用の要素１８は接地されている。特に、相互作用の要素１８は抵抗器３２（または等価手段）を通して接地されている。この抵抗器３２は通常少なくとも１００オームの、有利には少なくとも１キロオームの抵抗を有する。特に、抵抗器３２はおよそ２０キロオームの抵抗を有する。
【００８９】
有利には、容量手段３３（特に、コンデンサ）がさらに存在する。前記容量手段３３は、抵抗器３２と並列に接続される。容量手段３３は通常０．５ｎＦと１０ｎＦとの間の、有利には１ｎＦと５ｎＦとの間の容量を有する。特定の実施態様によれば、容量手段３３は約３ｎＦの容量を有する。
【００９０】
有利には（特に、機械的安定度を保証するために）加速要素２３および相互作用の要素１８は、上記記載の通り管状要素２２によって（この場合、それが加速要素の下流に実装されるとはいえ）、お互いに接続される。いくつかの実施態様によれば、前記管状要素２２は存在しない。
【００９１】
使用中に、プラズマおよび電子が、中空要素５（装置２に対して以前に指定されたように、その電位が落下するように突然される）のトリガー電極７との相互作用によって生成される。プラズマおよび電子は（さらに）、加速チャネル１２のおかげで相互作用の要素１８の方へ伝えられる。この点で、相互作用の要素１８および追加電極３１（および／またはターゲット３）から構成されるシステムは、電子抽出器および電子を加速してターゲットの方へそれらを伝える加速器として働く。
【００９２】
内室２７がキャビティ６から電子の（およびプラズマの）送出し方向に対して横方向に延在することは、電子ビームがターゲット３に対して最適方向に（通常垂直に）当たるようにすることを可能にする。上記に示されるものに基づいて、ターゲット３上の電子ビームの衝突の効率は向上する。
【００９３】
さらに、使用中に、溶発された材料からなる羽３６（羽３６は、図５から１０内に略図を例示している）が、ターゲット３の表面に対して垂直な方向に広がり、前記方向は支持体４の方へ開放端２９および３０を通して延びる。またこの場合、堆積する品質および効率は、大幅に改善される。そのような方法で、相互作用の要素１８のチャンバを通して広がる、羽の材料は前記チャンバ内にあるプラズマによって再加工される。この効果は堆積する品質に関して正の影響を有し、堆積される材料の粒径に正確に影響を及ぼす（値を低下させる）。
【００９４】
上述した利点に起因して、内室２７の拡張部分に対して横の通路チャネル１８ａを備えた、相互作用の要素１８の前記特別形状は、さらに加速要素のない実施態様において有利であることができる。したがって、それは別々の出願を用いて独立保護の可能な主題とみなされるべきである。
【００９５】
図５は、２Ｖとラベルをつけられる装置２の更なる実施態様を示す。装置２Ｖは、相互作用の要素１８に接続される更なる活性化群２１‘を備える（ことに起因して装置２ｌＶとは異なる）。活性化群２１‘の構造および動作は、活性化群２１のそれらに類似していてかつ全体的な効果を増幅するように設計されている。しかしながら、活性化群２１‘は活性化群２１‘が中空要素５に賦課するように設計されている負電位より絶対値で低い負電位を相互作用の要素１８上に賦課するように設計されている。
【００９６】
使用中に、相互作用の要素１８は（図１の実施態様に関して中空要素５を参照して上記に記述される）負電位に連続的にまたはパルスを用いてもたらされる（パルスの場合、相互作用の要素１８に供給されるパルスは、中空要素５に供給されるそれと同期されなければならない；この場合、容量手段３３は省略されることができる）。このシステムはパッシェン曲線の最小値の左のゾーンで動作し、したがって、システムは主放電の自然発生的なスパークに対して安定している。中空要素５上でより大きい絶対値の負電位のパルスが、管状要素２２を通して（加速チャネル１２の存在のおかげで）カソードと相互作用の要素１８との間の電気放電をスパークさせる（管状要素２２は、主にシステムの機械剛性を支持し、かつ自由空間によって置換されることができる）。キャビティ６内に作り出されるプラズマは、相互作用の要素１８の方へ伝播してかつ相互作用の要素１８内部でプラズマの作成のプロセスのイニシエータとして機能する。前記プラズマ内に含有される電子は、相互作用の要素１８と追加電極３１との間の電位の差異によって抽出される。追加電極３１と接地された（接地）電位との間の抵抗は、追加電極３１によってターゲット３の方へ向けられる電子ビームによって流れを変える電流を限定する。前記抵抗は、相互作用の要素１８とターゲット３との間の電気放電中に追加電極３１上の負電位の増加を引き起こす。したがって、追加電極３１は追加電極３１およびターゲット３からなるシステムに対する仮想カソードになる。電子の加速が、追加電極３１とターゲット３との間のギャップ内に生じる。高エネルギ電子は、ターゲットの材料を溶発してかつそれらが主放電のプラズマに会う相互作用の要素１８の方へ伝播するプラズマの爆発的ジェットおよびターゲットの中性材料の粒子の爆発的ジェットを生成する。２つのプラズマ間の相互作用は、ターゲット３のプラズマの更なるイオン化および（直接接地されている−挿入される抵抗器なしで）ターゲット３の中性材料の粒子の崩壊およびイオン化を引き起こす。
【００９７】
図６は、２ＶＩとラベルをつけられる装置２の更なる実施態様を示す。装置２ＶＩは、中空要素５に接続される活性化群２１を備えない（ので装置２Ｖとは異なる）。中空要素５は接地されている。特に、中空要素５は抵抗器３４（または等価手段）を通して接地されている。この抵抗器３４は通常少なくとも１００オームの、有利には少なくとも１キロオームの抵抗を有する。特に、抵抗器３４はおよそ２０キロオームの抵抗を有する。有利には、容量手段３５（特に、コンデンサ）が、さらに存在する。前記容量手段３５は、抵抗器３４と並列に接続される。容量手段３５は通常０．５ｎＦと１０ｎＦとの間の、有利には１ｎＦと５ｎＦとの間の容量を有する。特定の実施態様によれば、コンデンサ３５は約３ｎＦの容量を有する。
【００９８】
さらに、装置２ＶＩは抵抗器３２および容量手段３３を有さない。
【００９９】
この場合、使用中に、プラズマおよび電子ビームを生成するプロセスは相互作用の要素１８での負電位のパルスの到着で開始する。加速チャネル１２および相互作用１８の要素と中空要素５との間の電位の差異は、中空要素５に向けて内室２７から電子を押して容量手段３５を迅速に充電する。この点で、（内室２７内の）相互作用の要素１８内部で正の電位が壁２８に対して作り出され、および中空カソード効果が、存在する電子の数を増幅するように誘発される（容量手段３５はすでに相互作用の要素の電位に充電され、したがって、電子は中空要素５からもはや除去されない）。相互作用の要素１８と追加電極３１との間の電位の差異（図４の実施態様に対する前記関係事項として、追加電極３１が上記記載の通り抵抗器を通して電気的に接地されていることを思い出されたい）が、相互作用の要素１８内部で生成される電子を除去してターゲット３（それは直接接地されている）の方へ加速する。
【０１００】
相互作用の要素１８および中空要素５が図６の実施態様でトリガー電極として働くことが注意されるべきである。
【０１０１】
図７は、２ＶＩＩとラベルをつけられる装置２の更なる実施態様を示す。装置２ＶＩＩは、トリガー電極７内部に中空要素５を備える（ので装置２とは異なる）。中空要素５は、２つの開放端５ａおよび５ｂを備える。中空要素５は、さらに横方向にキャビティ６の境界を決める横方向の壁５ｃを備える。
【０１０２】
トリガー電極７は、２つの開放端７ａおよび７ｂを備える。トリガー電極７は、さらに通路７ｄの境界を決める横方向の壁７ｃを備える。
【０１０３】
中空要素５（特に横方向の壁５ｃ）は、少なくとも１つの（問題の場合４つ−そのうち３つが例示される）開口部３７を備える。開口部３７は、通路７ｄをキャビティ６との流体連通に置く。特に、使用中に、電子ビームは開口部３７を通過する。中空要素５とトリガー電極７との間に誘発される電位の差異は、（より高い圧力を有する−パッシェン曲線を考慮すると）加速チャネル１２を出るガスの加速されたフロー内のプラズマの形成を決定する。
【０１０４】
この図示された態様において、中空要素５は（円形断面を備えた）実質的環状形状を有する。トリガー電極７は、（円形断面を備えた）実質的環状形状を有する。
【０１０５】
有利には、中空要素５およびトリガー電極７は、実質的に同軸である。特に、開放端５ａおよび５ｂはそれぞれ、開放端７ａおよび７ｂと同じ方向に面する。
【０１０６】
さらに、加速チャネル１２（したがって加速要素２３）がガス供給ユニット（特に、ダクト７‘）と中空要素５との間に挿入される。特に、加速チャネル１２（したがって加速要素２３）はガス供給ユニット（特に、ダクト７‘）とトリガー電極７との間に挿入される。
【０１０７】
装置２ＶＩＩは、さらに相互作用の要素１８を備える。
【０１０８】
いくつかの実施態様によれば、相互作用の要素１８は接地されている。特に、相互作用の要素１８は抵抗器Ｒ（または等価手段）を通して接地されている。
【０１０９】
装置２ＶＩＩの動作は装置２に対して記述されるそれに類似していて、かつ中空要素５からターゲット３への電子ビームが、加速チャネル１２を通過しないことに実質的に起因して、（前記上記のものに加えて）装置２とは区別される。いずれにせよ、電子ビームが相互作用の要素１８を通過することが注意されるべきである。
【０１１０】
装置２ＶＩＩが加速要素２３なしでさえ動作することができるとはいえ、実験が、加速チャネル１２の存在が装置２ＶＩＩの動作を顕著に改善させることを示した。
【０１１１】
図８は、２ＶＩＩＩとラベルをつけられる装置２の更なる実施態様を示す。装置２ＶＩＩＩは、トリガー電極７を備えず、およびそれが開口部３７を備えない（ので装置２ＶＩＩとは異なる）。
【０１１２】
装置２ＶＩＩＩは、キャビティ６ならびに２つの開放端５ａおよび５ｂを備えた中空要素５を備える。キャビティ６は、横方向の壁５ｃによって横方向に境界を決められる。
中空要素５は、実質的に円柱形の（中空）形状を有する。特に、中空要素５は実質的に環状形状を有する。
【０１１３】
中空要素５は、（上記記載の通り）活性化群２１に電気的に接続される。
【０１１４】
装置２ＶＩＩＩは、さらに（Ｐｅｎｎｉｎｇアノードとして働くように設計された、（非特許文献５））管状要素３８を備える。
【０１１５】
いくつかの実施態様によれば、管状要素３８は接地されている。特に、管状要素３８は抵抗器３９（または等価手段）を通して接地されている。この抵抗器３９は通常少なくとも１００オームの、有利には少なくとも１キロオームの抵抗を有する。特に、抵抗器３９はおよそ２０キロオームの抵抗を有する。有利には、容量手段４０（特に、コンデンサ）が、さらに存在する。前記容量手段４０は、抵抗器３９と並列に接続される。容量手段４０は通常０．５ｎＦと１０ｎＦとの間の、有利には１ｎＦと５ｎＦとの間の容量を有する。特定の実施態様によれば、コンデンサ４０は約３ｎＦの容量を有する。
【０１１６】
管状要素３８は、中空要素５内部に（特にキャビティ６内に）配置される。特に、管状要素３８は中空要素５と実質的に同軸である。
【０１１７】
装置２ＶＩＩＩは、さらに相互作用の要素１８を備える。
【０１１８】
いくつかの実施態様によれば、相互作用の要素１８は接地されている。特に、相互作用の要素１８は抵抗器４１（または等価手段）を通して接地されている。この抵抗器４１は通常少なくとも１００オームの、有利には少なくとも１キロオームの抵抗を有する。特に、抵抗器４１はおよそ２０キロオームの抵抗を有する。有利には、容量手段４２（特に、コンデンサ）が、さらに存在する。前記容量手段４２は、抵抗器４１と並列に接続される。容量手段４２は通常０．５ｎＦと１０ｎＦとの間の、有利には１ｎＦと５ｎＦとの間の容量を有する。特定の実施態様によれば、コンデンサ４２は約３ｎＦの容量を有する。
【０１１９】
装置２ＶＩＩＩは、さらに加速チャネル１２（特に、加速要素２３）を備える。
【０１２０】
（上記記載の通り）加速チャネル１２は、管状要素３８に無水ガスを押し込むように設計されている。加速チャネル１２（したがって加速要素２３）は、ガス供給ユニット（特に、ダクト７‘）と中空要素５（特に、管状要素３８）との間に挿入される。
【０１２１】
装置２ＶＩＩＩは、さらに磁界の少なくとも１つの（問題の場合、２つの）供給源４４を備える。特に、供給源４４は開放端５ａおよび５ｂを通して通路の方向に磁界を作り出すように設計されている。特に、磁界は相互作用の要素１８の軸と実質的に平行であるべきである。供給源４４は、永久磁石または（可変電流が通過するコイルを備える）電磁気供給源であることができる。
【０１２２】
供給源４４は、中空要素５の軸と平行の磁界を生成する。
【０１２３】
活性化群２１を通しての中空要素５での負電位パルスの到着によってプラズマの容積部分が、中空要素５の電位よりわずかに正の、しかしＰｅｎｎｉｎｇアノードの電位より実質的に負の電位である、管状要素３８（Ｐｅｎｎｉｎｇアノード）内部に作り出され、電位の傾きおよびそれにしたがって、（中空要素５の軸に対して垂直な）半径方向の電界を作り出す。供給源４４は、中空要素５の軸と平行の磁界を生成する。交差磁界において、電子はＰｅｎｎｉｎｇアノードの方へシステムの中心から半径方向に加速され、磁界の線周辺で歳差連動を実行し、存在するガスの強いイオン化を生成する。相互作用の要素１８が、上述のプロセスを用いて作り出されるプラズマから電子を除去するために用いられる。
【０１２４】
装置２ＶＩＩＩが加速要素２３なしでさえ動作することができるとはいえ、実験が、加速チャネル１２の存在が装置２ＶＩＩＩの動作を顕著に改善させることを示した。
【０１２５】
器具１は、したがって、装置２−２ＶＩＩＩの少なくとも１つならびにターゲット３および支持体４が配置される１つの外室４５を備える。外室４５内に存在する条件（例えば圧力および含有されるガスのタイプ）は、（装置２の）外側を参照して上記したそれらである。
【０１２６】
本発明の一態様によれば、支持体４上の所定の材料の施着のための一方法が提供されることが、注意されるべきである。この方法は、装置２−２ＶＩＩＩの少なくとも１つがターゲット３から所定の材料の少なくとも一部を除去してかつ支持体４の方へそれを向けるような方法で所定の材料を備えるターゲット３に対して電子ビームを向ける放出ステップを含む。
【０１２７】
上記した利点に加えて、実施態様の全てが従来技術に関する改善である種々の態様を有する。
【０１２８】
特に、得られた電子ビームが（伝播の方向に対してほとんど横に広がらない）非常に低い分散を有することが注意されるべきである。それは、精度を向上させるだけでなく、しかしさらに所定の点でエネルギのより大きな濃度（向上された強度）をも可能にする。さらに、いくつかの実施態様では誘電材料（通常ガラス）でできている管状要素の存在が依然として提唱されるとはいえ、前記管状要素の存在が不可欠ではないことがさらに強調されるべきである。ガラス毛管のない提案された装置（２−２ＶＩＩＩ）が、この種の毛管を現在備えている装置の性能を達成する（かつ上回りさえする）ことができる。
【０１２９】
換言すれば、記述されるものによれば、ガラス毛管の使用を回避することは可能である。それは以下を可能にする：
−製作コストの低減（今まで用いられている毛管は少なからぬコストを有する）；
−保守の必要性の低下（ガラス毛管は、それらが汚くなるので、および相対的に傷つきやすい材料からできており、それらはすり減る、および／または割れるようになるので定期的に交換されなければならなかった）；
−パルスの周波数の（したがって単位時間でのターゲット３に供給されるエネルギの−ガラス毛管では毛管が溶解するので、高周波は到達されることができない）増加。
【０１３０】
上記のように、添付の図面内に例示されるものは、所定の材料を堆積するための器具に関する。しかしながら、装置２−２ＶＩＩＩがさらに（部分的に従来技術に比べて−上述した−その利点のおかげで）他のタイプの用途にも適していることが注意されるべきである。これに関して、装置２−２ＶＩＩＩがさらに溶接のために用いられることができることを強調することは重要である。
【０１３１】
したがって、本発明の更に別の態様による、溶接器具が提供される。この場合、器具は器具１と実質的に同じであってかつ支持体４の不在および異なるタイプのターゲット３だけで構造的にそれと異なる。
【０１３２】
特に、溶接器具は装置２−２ＶＩＩＩの少なくとも１つ、外室４５および外室４５内に位置する（かつ溶接が実行される）ターゲット３を備える。
【０１３３】
本発明の更に別の態様による、ターゲット３上の溶接のための一方法がさらに提供される。この方法は、溶接を実施するような方法で装置２−２ＶＩＩＩの少なくとも１つが（所定の材料を備える）ターゲット３に対して電子ビームを向ける放出ステップを含む。
【０１３４】
明示的に別の方法で示されない限り、この文に示す参考文献（論文、本、特許出願、など）の内容が全体として参照される。特に、言及された参考文献は、本願明細書に引用したものとする。
【符号の説明】
【０１３５】
１  所定の材料を堆積するための器具
２、２Ｉ、２ＩＩ、２ＩＶ、２Ｖ、２ＶＩ、２ＶＩＩ、２ＶＩＩＩ  装置
３  ターゲット
４  支持体
５  中空要素
５ａ、５ｂ  開放端
５ｃ  壁
６  内部キャビティ
７  トリガー電極
７ａ、７ｂ  開放端
７ｃ  壁
７ｄ  通路
７‘  ダクト
８  壁
１０  抵抗器
１０ａ  コンデンサ
１１  開口
１２  加速チャネル
１３  テーパ状部分
１４  下流に位置する部分
１５、１６  末端
１７  安定化ユニット
１８  相互作用の要素
１８ａ  通路チャネル
１９  コンデンサ
２０  抵抗器
２１、２１‘  活性化群
２２  管状要素
２３  加速要素
２４  管状要素
２４ａ、２４ｂ  開放端
２４ｃ  内部キャナル
２５  入口端
２６  出口端
２７  内室
２８  壁
２９、３０  開放端
３１  追加電極
３１‘  内部通路
３２  抵抗器
３３  容量手段
３４  抵抗器
３５  容量手段
３６  羽
３７  開口部
３８  管状要素
３９  抵抗器
４０  容量手段
４１  抵抗器
４２  容量手段
４４  供給源
４５  外室
Ｐ  圧力調整システム
Ｐ‘  圧力源
Ｒ  抵抗器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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