(57)【要約】【課題】  捕獲状態にある荷電粒子を、高効率で装置外部に供給する方法及び装置を実現し、荷電粒子の大量供給を可能にする。【解決手段】  格子状に配列した複数の柱状電極の端面と該柱状電極を取り囲む外部電極との間の空間に荷電粒子を捕獲し、捕獲した荷電粒子を前記柱状電極で囲まれた空間を経由して、該柱状電極の他端部に輸送する荷電粒子の捕獲及び供給方法。格子状に配列した柱状電極で囲まれた空間の内、中心軸又はその近傍に配列した柱状電極の空間を経由して、荷電粒子を該柱状電極の他端部に輸送する同荷電粒子の捕獲供給方法。柱状電極の本数が２４本以上である同荷電粒子の捕獲供給方法。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
格子状に配列した複数の柱状電極の端面と該柱状電極を取り囲む外部電極との間の空間に荷電粒子を捕獲し、捕獲した荷電粒子を前記柱状電極で囲まれた空間を経由して、該柱状電極の他端部に輸送することを特徴とする荷電粒子の捕獲及び供給方法。
【請求項２】
格子状に配列した柱状電極で囲まれた空間の内、中心軸又はその近傍に配列した柱状電極で囲まれた空間を経由して、荷電粒子を該柱状電極の他端部に輸送することを特徴とする請求項１に記載の荷電粒子の捕獲供給方法。
【請求項３】
柱状電極の本数が２４本以上であることを特徴とする請求項1又は２に記載の荷電粒子の捕獲供給方法。
【請求項４】
格子状に配列した複数の柱状電極と、該格子状柱状電極を取り囲む外部電極と、前記の柱状電極のそれぞれに、互いに位相の反転した交流電圧のいずれかを供給するように接続された交流電源と、この交流電源に前記柱状電極と前記外部電極の端面との間の空間に存在する荷電粒子に対して前記柱状電極に向かう引力として作用する直流バイアスを与える直流電源とを備えていることを特徴とする荷電粒子の捕獲供給装置。
【請求項５】
互いに位相の反転した交流電圧が、隣接する柱状電極に交互に接続されることを特徴とする請求項４記載の荷電粒子の捕獲供給装置。
【請求項６】
柱状電極の内、１つおきに配置された柱状電極のそれぞれの前記一端部が、それ以外の柱状電極のそれぞれの前記一端部よりも突き出ていることを特徴とする請求項５記載の荷電粒子の捕獲供給装置。
【請求項７】
柱状電極の一端が等しい長さだけ突き出ていることを特徴とする請求項６記載の荷電粒子捕獲供給装置。
【請求項８】
格子状に配列した柱状電極の内、中心軸又はその近傍に配列した柱状電極が他の柱状電極よりも突き出ていることを特徴とする請求項４〜７のいずれかに記載の荷電粒子捕獲供給装置。
【請求項９】
柱状電極の本数が２４本以上であることを特徴とする請求項４〜８のいずれかに記載の荷電粒子の捕獲供給装置。
【請求項１０】
柱状電極が、正方、三角、六方格子配列のいずれかであることを特徴とする請求項４〜９のいずれかに記載の荷電粒子の捕獲供給装置。
【請求項１１】
柱状電極が正方格子配列である場合、電極を構成する柱状電極の本数が３６、６０、８０本のいずれかであることを特徴とする請求項４〜１０のいずれかに記載の荷電粒子の捕獲供給装置。
【請求項１２】
柱状電極の端面が半球面状に形成されていることを特徴とする請求項４〜１１のいずれかに記載の荷電粒子の捕獲供給装置。
【請求項１３】
外部電極と柱状電極側面の間にガード電極を設置することにより、前記外部電極と柱状電極側面の間の空間に荷電粒子が進入することを防ぐことを特徴とする請求項４〜１２のいずれかに記載の荷電粒子の捕獲供給装置。
【請求項１４】
交流電源が周波数及び電圧可変であることを特徴とする請求項４〜１３のいずれかに記載の荷電粒子の捕獲供給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子やイオンなどの荷電粒子を所定の空間に電磁的に保持し、かつ質量選択的に空間外に供給する方法及び装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
本発明者は、先に荷電粒子を所定の空間に電磁的に捕獲し、かつ質量選択的に空間外に供給するための装置を提案した（特許文献１及び２参照）。この装置の概要を図１０に示す。
図１０に示す通り、この装置は中心軸の周りに対称的に配置した４本以上の柱状電極からなる中心電極と、それを取り囲む外部電極とで構成されており、４本の柱状電極の周囲と外部電極の間に、広い質量範囲の荷電粒子を捕獲し、所定の質量を持つ荷電粒子のみを柱状電極内部を通して装置外部に供給できる構造となっている。
【０００３】
この「荷電粒子の捕獲供給装置」により、荷電粒子を所定の空間に電磁的に捕獲し、かつ質量選択的に空間外に供給することが可能になった。
しかし、荷電粒子を捕獲及び保持する空間として、主に中心電極の側面と外部電極との間の空間を用いるものであるため（図１０の斜線部分）、これら捕獲された荷電粒子は、中心電極内部を通して取り出し装置外部へ供給するためには、一度、電極の端面側に移動させてから内部へ引き込まなくてはならず、捕獲した荷電粒子を、効率良く装置外部に供給できる構造になっていないという問題があった。
【特許文献１】特開平９−６１５９７号公報
【特許文献２】特開平５−２９４８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、捕獲状態にある荷電粒子を、高効率で装置外部に供給する方法及び装置を実現し、荷電粒子の大量供給を可能にするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明は、１）格子状に配列した複数の柱状電極の端面と該柱状電極を取り囲む外部電極との間の空間に荷電粒子を捕獲し、捕獲した荷電粒子を前記柱状電極で囲まれた空間を経由して、該柱状電極の他端部に輸送することを特徴とする荷電粒子の捕獲及び供給方法、２）格子状に配列した柱状電極で囲まれた空間の内、中心軸又はその近傍に配列した柱状電極の空間を経由して、荷電粒子を該柱状電極の他端部に輸送することを特徴とする１に記載の荷電粒子の捕獲供給方法、３）柱状電極の本数が２４本以上であることを特徴とする1又は２に記載の荷電粒子の捕獲供給方法を提供する。
【０００６】
また、本発明は、４）格子状に配列した複数の柱状電極と、該格子状柱状電極を取り囲む外部電極と、前記の柱状電極のそれぞれに、互いに位相の反転した交流電圧のいずれかを供給するように接続された交流電源と、この交流電源に前記柱状電極と前記外部電極の端面との間の空間に存在する荷電粒子に対して前記柱状電極に向かう引力として作用する直流バイアスを与える直流電源とを備えていることを特徴とする荷電粒子の捕獲供給装置、５）互いに位相の反転した交流電圧が、隣接する柱状電極に交互に接続されることを特徴とする４記載の荷電粒子の捕獲供給装置、６）柱状電極の内、１つおきに配置された柱状電極のそれぞれの前記一端部が、それ以外の柱状電極のそれぞれの前記一端部よりも突き出ていることを特徴とする５記載の荷電粒子の捕獲供給装置、７）柱状電極の一端が等しい長さだけ突き出ていることを特徴とする６記載の荷電粒子捕獲供給装置、８）格子状に配列した柱状電極の内、中心軸又はその近傍に配列した柱状電極が他の柱状電極よりも突き出ていることを特徴とする４〜７のいずれかに記載の荷電粒子捕獲供給装置、９）柱状電極の本数が２４本以上であることを特徴とする４〜８のいずれかに記載の荷電粒子の捕獲供給装置、１０）柱状電極が、正方、三角、六方格子配列のいずれかであることを特徴とする４〜９のいずれかに記載の荷電粒子の捕獲供給装置、１１）柱状電極が正方格子配列である場合、電極を構成する柱状電極の本数が３６、６０、８０本のいずれかであることを特徴とする４〜１０のいずれかに記載の荷電粒子の捕獲供給装置、１２）柱状電極の端面が半球面状に形成されていることを特徴とする４〜１１のいずれかに記載の荷電粒子の捕獲供給装置、１３）外部電極と柱状電極側面の間にガード電極を設置することにより、前記外部電極と柱状電極側面の間の空間に荷電粒子が進入することを防ぐことを特徴とする４〜１２のいずれかに記載の荷電粒子の捕獲供給装置、１４）交流電源が周波数及び電圧可変であることを特徴とする４〜１３のいずれかに記載の荷電粒子の捕獲供給装置を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、柱状電極に、それぞれに交互に位相の反転した交流電圧と、外部電極との間の空間に直流バイアスを与え、両電極間に荷電粒子を捕獲するポテンシャルを作り出すことにより、柱状電極端面と外部電極との間で荷電粒子を捕獲し、柱状電極で囲まれた空間内部を通して装置外部に供給し、さらには捕獲した荷電粒子が柱状電極内部へ引き込まれ易くなり、効率良く荷電粒子を装置外部に供給することが可能になるという優れた効果を有する。
特に、本方法及び装置は、空間に保持した状態でのクラスターや分子の合成のような、容器の壁から完全に隔離した状態での材料処理などの、電磁的な荷電粒子の捕獲に適用することが可能であり、本発明はこれらを効率よく行うことができるという特徴を有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
次に、本発明を図に基づいて説明する。図１は、本発明の概要を示す荷電粒子捕獲供給装置の説明図である。
図１では、３６本の柱状電極１を正方格子状になるように配列し、それらの周囲を円筒状の外部電極２で取り囲んで構成されている。円筒状の外部電極２で囲まれた柱状電極１の一端と円筒状の外部電極との間には、空間が存在する。
柱状電極１は直径１０ｍｍの円筒で、長さは７０ｍｍもしくは８０ｍｍ、格子間隔は電極直径の√２倍で配列し、外部電極２内に７０-８０ｍｍ突き出ている。
【０００９】
外部電極２は、直径１７０ｍｍ長さ２９０ｍｍの円筒形状をしている。柱状電極１のそれぞれには、交流電源を接続し、互に位相の反転した交流電圧を供給する。
この時、図１のように、互いに位相の反転した交流電圧が、隣接する柱状電極１に交互に接続すると最も容易に荷電粒子の捕獲と供給が行えるが、本発明の原理は、交互接続に限られることはなく、柱状電極１のほぼ半数程度に位相の反転した交流電圧４が供給されていればよい。
また、交流電源４には直流バイアスを与える直流電源５が接続され、外部電極２と柱状電極１には、直流電位差が与えられるようになっている。
【００１０】
この直流電位差は、両電極間に存在する荷電粒子６に対して柱状電極１に向かう引力として作用する。例えば正イオンを捕獲するには、外部電極２に対して各柱状電極１に負の直流電圧を加えればよい。
柱状電極１に与えられた交流電圧から荷電粒子が受ける力は、時間積分すると、柱状電極１からの斥力として作用する。これらの力がつり合うことで、荷電粒子６が両電極間に捕獲される。
この荷電粒子６を捕獲する原理は先に示した特許文献１と同じである。すなわち、交流電界の強度が柱状電極１から距離の増大とともに減少していると、この交流電界から荷電粒子６が受ける力は、時間平均すると柱状電極１から遠ざかる方向に、つまり斥力として働き、直流電界による引力と平衡して荷電粒子６を空間に保持する。
【００１１】
柱状電極１から距離の増大とともに交流電界の強度が減少するように、互に位相の反転した交流電圧を用意し、格子状に配列した柱状電極１に供給する。この時、隣接する柱状電極１に互いに位相の反転した交流電圧を交互に接続すると、位相の反転した交流電圧同士の打ち消しあいが最も効率的におきるので、柱状電極１から距離の増大とともに交流電界の強度が速やかに減少することになり、結果として大きな斥力が得られる。
【００１２】
この時、交流電界による斥力の大きさは、交流の周波数をｆとすると、１／ｍｆ2 （ｍは荷電粒子の質量）に比例し、粒子の質量に反比例する。従って、直流電界による引力との平衡位置は、粒子の質量が大きいほど柱状電極に近くなる。
柱状電極１は、１つおきに配置された半数の柱状電極１の、それぞれの一端部が、それ以外の半数の柱状電極１の、それぞれの前記一端部よりも突き出ているのが望ましい。
【００１３】
全ての柱状電極を同じ長さにした場合でも荷電粒子の捕獲供給は行えるが、位相の反転した交流電圧同士の打ち消しあいが最も効率的におき、交流電界が柱状電極１から距離の増大に伴って急速に減少しすぎて、捕獲できる荷電粒子の数が減少する場合がある。
従って、この同じ長さにしない電極構造は、柱状電極端面付近で、柱状電極１からの距離と共に交流電界が過度に減少しないように調整するのに適した構造である。
【００１４】
この構成をとることで、広い質量範囲の荷電粒子６を柱状電極１の端面と外部電極２との間の空間（図示した領域）に高密度に捕獲でき、かつ、捕獲した荷電粒子６の中から、特定値以上の質量の荷電粒子６を各柱状電極１の外部電極２で囲まれた一端部から自動的選択的に柱状電極１で囲まれた空間に取り込み、この空間を通して輸送して、各柱状電極１のもう１つの端部の側から選択的に外部に送り出せる。
【００１５】
特に、格子状に配列した柱状電極１で囲まれた空間の内、格子状配列の中心軸を含む空間を経由して外部に輸送するのが効率的である。
特に、荷電粒子をイオンビームとして送り出す際に、ビーム電流密度を向上させることができる。これは、本発明の構成を採ると、捕獲した荷電粒子が中心軸付近に集中するからである。
図１に示した様に、格子に配列した中心軸の周りの、柱状電極１の中央の、４本の柱状電極のみを、捕獲装置外部まで伸ばしてやることで、主としてこの４本の電極内部の空間を通し荷電粒子を外部に供給できる。
【００１６】
さらに、この柱状電極１の端面にアインツェルレンズ３を設置することで、効率よく荷電粒子を引き出すことができる。この装置外部まで伸ばす電極の数は、必ずしも４本に限定する必要は無く、偶数本であればよい。例えば、六方格子ならば、６本の電極が良い。柱状電極１の格子構造と整合する本数を選択すればよい。ただし、４本の電極構成のほうが、質量選別性能にはすぐれている。
【００１７】
図１で示した構造の装置で、実際に荷電粒子を捕獲することができるかどうかについて、シミュレーションにより確認した結果を図２に示す。
図２aは、柱状電極に交流電圧(50kHz,150Vp-p)、直流電圧(1V)を印加した際の、トラップ内部における、質量数１２０ａｍｕの正電荷を持つ荷電粒子１０００個の軌跡である。
荷電粒子の軌跡が、柱状電極１端面と外部電極２との間の一部の空間に限定され、この領域に捕獲されていることが分る。
【００１８】
交流電圧の周波数を増加させていくと、先に示した様に、荷電粒子へ斥力が弱くなるので、荷電粒子は、次第に、柱状電極１に近い位置に捕獲されるようになり、柱状電極１の側面と外部電極２の間の領域にも荷電粒子が捕獲されるようになる。
例として、交流電圧(500kHz,150Vp-p)、直流バイアス(1V)を印加した際の、荷電粒子の軌跡を図２ｂに示す。
装置内に捕獲されている荷電粒子に働く斥力は、粒子の質量と印加した交流周波数の２乗の積に反比例するので、図２ｂに示した軌道は、交流電圧(50kHz,150Vp-p) 、直流電圧(1V)を印加した際の、質量数１２０００ａｍｕの正電荷を持つ荷電粒子の軌道であると言える。
【００１９】
図２ａで示した結果と合わせれば、交流電圧(50kHz,150Vp-p) 、直流バイアス(1V)の条件で、質量数１２０−１２０００ａｍｕの荷電粒子を捕獲できることになり、この装置を用いることで、広い質量範囲の荷電粒子を、同時に捕獲することが可能であることが分る。
このように、荷電粒子の質量が増すと、捕獲位置は柱状電極端面に近づく。質量の大きな荷電粒子は、印加された直流バイアスによる引力が反発力に打ちかって、柱状電極１で囲まれた内部の空間に引き込まれる。
【００２０】
一度、柱状電極１で囲まれた内部の空間に引き込まれると、柱状電極１の長さに沿う方向には閉じこめの力が働かないので、捕獲された粒子は中心軸に沿って自由に移動できることになる。
特に、格子状柱状電極１の端面では、中心軸に近い部分で、交流電界による荷電粒子６に対する反発力が最も弱くなっている。そのため、最も中心にある柱状電極１で囲まれた空間内部を通して、荷電粒子６を集中して外部に輸送でき、効率が高い。
【００２１】
このような内部への閉じこめの原理は、やはり交流電界の作用が時間平均すると斥力として作用することに基づいているが、粒子の質量が小さすぎると、交流電界の作用が大きいので粒子の運動が共鳴的に加速されてしまい、安定に捕獲することができない。
これにより、柱状電極１の内部空間を通過できる粒子の質量には下限が発生する。つまり、交流電圧をＶacで表すと、Ｖac／ｍｆ2 が、柱状電極１の構造で決まるある特定値以下になると柱状電極１の内部空間を荷電粒子が通過可能になる。
したがって、交流電圧の周波数ｆを増加していくと、質量数１２０ａｍｕの荷電粒子は、柱状電極で囲まれた空間内部を通過する条件を満たし、自動的に捕獲装置外部に供給される。その様子を図２ｃに示した。
図２ｃに示した軌道は、交流電圧(55kHz,150Vp-p) 、直流電圧(1V)を印加した際の、質量数１２０００ａｍｕの正電荷を持つ荷電粒子の軌道である。
【００２２】
図３に交流の周波数に対する、装置内に１ｍｓ以上捕獲された荷電粒子(質量数120 amu)と装置外部に供給される荷電粒子の数の変化を示す。図３において、黒丸が捕獲された荷電粒子の数を、白丸が装置外部に供給された荷電粒子の数を示す。捕獲状態にあった荷電粒子が、５５０ｋＨｚを境に、装置外部へ供給され始めるのが分る。
特定の質量、電荷を持つ荷電粒子のみを捕獲供給の対象とする場合には、交流電圧の周波数は予め定められた値に固定すればよい。しかし、複数種の荷電粒子を捕獲供給の対象とする場合には交流電源の周波数を広範囲で可変とするのがよい。
以上の様に、この構成は、広い質量範囲の荷電粒子を捕獲し、捕獲装置外部へ質量選択的に供給することが可能である。
【００２３】
図２ｂで示した様に、図１の構成では、特定の周波数領域において、柱状電極１の端面と外部電極２の間だけでなく、側面と間の空間にも、荷電粒子６を捕獲することになる。
先に示した様に、荷電粒子６の装置外部への供給は、端面側から柱状電極１で囲まれた空間を通して行われるので、側面と外部電極１の間に捕獲されている荷電粒子６を、端面側に移動できれば、荷電粒子６を効率良く外部に供給できるようになる。
そこで、図４に示した様に、柱状電極側面と外部電極との間の空間に荷電粒子が侵入しないようにガード電極７を設置した。
【００２４】
このガード電極７には、外部電極２、柱状電極１とは独立に、直流の電圧をかけることが可能である。ガード電極７は、柱状電極１を支えている外部電極２の底面から、８０ｍｍの位置に設置し、柱状電極１の端面位置と合わせた。
ガード電極７の効果を確認するために、柱状電極１に、交流電圧：４００ｋＨｚ、１５０Ｖｐ−ｐ、直流バイアス：１Ｖを印加して、ガード電極７に外部電極２と同じ直流電位を与えた場合のシミュレーションを行った。
【００２５】
この条件下での、質量数１２０ａｍｕの正電荷を持つ荷電粒子の軌道を図５ａに示す。図５ｂには、比較のためにガード電極が無い場合を示した。ガード電極を設置することで、柱状電極端面と外部電極の間の空間のみに荷電粒子が捕獲されるようになったことが分る。
装置内に１ｍｓ以上捕獲された荷電粒子の数は、ガード電極がある場合もない場合も１０００個中８００個程度であり、ほとんど変化していない。これは、ガード電極によって、柱状電極側面と外部電極の間に捕獲されていた荷電粒子を、端面側に移動し捕獲できたことを示している。
【００２６】
また、この構成で直流バイアスを２Ｖまたは３Ｖとした場合は、装置内に１ｍｓ以上捕獲された荷電粒子の数は、１０００個中、それぞれ２４０個、８０個であり、この直流バイアス条件でも動作することが分った。
正方格子状柱状電極を構成する柱状電極１の本数を、６０本、８０本とした場合の実施例を図６ａ、図６ｂに示す。
これらの構成を用いて、質量数１２０ａｍｕ、正電荷（＋１）を持つ荷電粒子に対するシミュレーションを行ったところ、３６本柱状電極１の場合と同様に、荷電粒子６が柱状電極１と外部電極２の間に捕獲され、格子状柱状電極１で囲まれた空間内部を通過して装置外部に供給されている様子が観察できた。
【００２７】
以上では、柱状電極２端面を平面状にした実施例を示した。図７に示す様に、端面を半球面状に加工した柱状電極を用いると、加工しない場合に比べて、端面付近での電場の変化を滑らかにすることができ、荷電粒子を電極内部に引き込みやすくなり、より多くの量の荷電粒子を供給できるようになる。
実際、シミュレーションによると、図７のように柱状電極の本数が８０本の正方格子配列の場合、直流バイアス:１Ｖ、交流:１５０Ｖｐ−ｐ、６００ｋＨｚ、の時、+１価の荷電粒子(質量120amu)の供給量は、端面を半球面状に加工した場合、加工しない場合より６％増加した。
【００２８】
実際、正方格子状に配列した３６本の柱状電極と外部電極からなる荷電粒子捕獲装置を作製した。装置内に、モノシランガス（ＳｉＨ４）：１．０×１０−３Ｐａを導入し、それらを電子線でイオン化し、装置内に捕獲したところ、Ｓｉ原子６個程度で構成された微粒子を大量に合成し、格子状柱状電極内部を通して装置外部に供給することができた。
特許文献１（公開平９−６１５９７）に記載の「荷電粒子の捕獲供給装置」で同様の実験を行った場合に得られるビーム電流は約３０ｐＡ程度であったが、本発明の構成では４００ｐＡ近い電流が得られ、１０倍以上の荷電粒子を供給することができ、荷電粒子供給能力の増強に著しい効果が認められた。
【００２９】
以上の実施例では、正方格子状に配列した柱状電極を用いているが、六方格子配列の場合でも荷電粒子を捕獲供給できる。
その例として、六方格子状に配列した２４本の柱状電極と外部電極から構成された荷電粒子捕獲供給装置と、この装置構成を用いて行ったシミュレーション結果(交流電圧：400kHz,200Vp-p、直流バイアス：1V)を、図８に示す。
正方格子状に配列した場合と同様に、質量数１２０ａｍｕの正電荷（＋１）を持つ荷電粒子が、柱状電極と外部電極の間に捕獲され、中心軸周辺の格子状柱状電極で囲まれた空間内部を通過して装置外部に供給されている様子が観察できる。
【００３０】
柱状電極を三角格子状に配列した場合の例を、図９に示す。三角格子状に配列した３０本の柱状電極と外部電極とで構成されている。
完全な三角格子配列にせず、配列の中央に位置する柱状電極１を配置していないのは、捕獲した荷電粒子を格子状柱状電極１で囲まれた空間内部を通して引き出す経路を確保するためである。
三角格子配列にした場合、柱状電極１にかける交流の電圧を交互に位相を反転することができないが、近接する５本ないしは６本の電極のうち３本に位相を反転させた交流を印加した。
その時、荷電粒子は柱状電極１と外部電極２の間に捕獲され、同時に、格子状柱状電極１内部を通過して装置外部に供給される様子が観察できる(交流電圧：600kHz、150Vp-p、直流バイアス：1V)。
以上の通り、さまざまな装置構成を用いた場合でも、本発明による荷電粒子捕獲供給方法が有効であることが確認できる。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、柱状電極に、それぞれに交互に位相の反転した交流電圧と、外部電極との間の空間に直流電位差を与え、両電極間に荷電粒子を捕獲するポテンシャルを作り出すことにより、柱状電極端面と外部電極との間で荷電粒子を捕獲し、柱状電極で囲まれた空間内部を通して装置外部に供給し、さらには捕獲した荷電粒子が柱状電極内部へ引き込まれ易くすると共に効率良く荷電粒子を装置外部に供給することができるので、捕獲した粒子を種とする原子クラスターや微粒子の成長、捕獲粒子と反応ガスとの反応のような空間中に隔離した状態での材料処理をする装置及び上記のようにして成長した原子クラスターや微粒子を、固体基板上にイオンビーム堆積する装置などへの適応が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の荷電粒子捕獲供給装置の概要を説明する図である。
【図２】荷電粒子(+1価、120amu)の捕獲供給シミュレーション結果を示す図である。
【図３】交流の周波数ｆに対する、装置内に１ｍｓ以上捕獲された荷電粒子(質量数120 amu)と装置外部に供給される荷電粒子の数の変化を示す図である。
【図４】ガード電極を設置した説明図である。
【図５】ガード電極の効果を示す図である。
【図６】正方格子状柱状電極を構成する柱状電極の本数を、ａ：６０本、ｂ：８０本とした場合の例を示す図である。
【図７】柱状電極の端面を球面加工した場合の説明図である。
【図８】六方格子状に配列した２４本の柱状電極と外部電極から構成された荷電粒子捕獲供給装置と、そのシミュレーション結果を示す図である。
【図９】三角格子状に配列した３０本の柱状電極と外部電極から構成された荷電粒子捕獲供給装置とシミュレーション結果を示す図である。
【図１０】従来技術を示す図である。
【符号の説明】
【００３３】
１  柱状電極
２  外部電極
３  アインツェルレンズ
４  交流電源
５  直流電源
６  捕獲された荷電粒子
７  ガード電極
【図１】
2005164504.tif 000003
【図２】
2005164504.tif 000004
【図３】
2005164504.tif 000005
【図４】
2005164504.tif 000006
【図５】
2005164504.tif 000007
【図６】
2005164504.tif 000008
【図７】
2005164504.tif 000009
【図８】
2005164504.tif 000010
【図９】
2005164504.tif 000011
【図１０】
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