Ионная пушка обычно относится к прибору, который генерирует пучок тяжелых ионов с четко определенным распределением энергии. Ионный пучок создается из плазмы, заключенной в объеме. Ионы определенной энергии извлекаются, ускоряются, коллимируются и/или фокусируются. Ионная пушка состоит из ионного источника , вытяжной сетки и коллимационной/линзовой структуры. Плазма может состоять из инертного или реактивного газа (например, N + и O + ) или легко конденсируемого вещества (например, C + и B + ).). Плазма может быть сформирована из молекул, содержащих вещество, которое будет формировать пучок, и в этом случае эти молекулы должны быть фрагментированы, а затем ионизированы (например, H и CH 4 могут быть фрагментированы и ионизированы вместе, чтобы создать пучок для осаждения алмазоподобного углерода). фильмы).
Плотность ионного тока (или, аналогично, ионный поток), разброс энергии ионов и разрешение ионного пучка являются ключевыми факторами в конструкции ионной пушки. Плотность ионного тока контролируется ионным источником , разброс энергии определяется главным образом экстракционной сеткой, а разрешение определяется главным образом оптической колонкой.
Ионная пушка является важным компонентом в науке о поверхности , поскольку она предоставляет ученым средства для травления поверхности распылением и создания профиля элементов или химического состава по глубине. [1] Современные ионные пушки могут производить лучи с энергиями от 10 эВ до более чем 10 кэВ.
Нанокулонметр в сочетании с цилиндром Фарадея можно использовать для обнаружения и измерения лучей, испускаемых ионными пушками.