[发明专利]液态金属离子源

权利要求书

1.一种离子源，其配置成形成离子束，所述离子源包括：

电弧室，其大体上围封电弧室环境；

储集器装置，其配置成向所述电弧室环境提供液态金属；以及

偏置电源，其配置成使所述储集器装置相对于所述电弧室而电偏置。

2.根据权利要求1所述的离子源，其中，所述储集器装置包括杯体，所述杯体具有凹槽，所述凹槽配置成在其中大体上容纳所述液态金属。

3.根据权利要求2所述的离子源，其中，所述杯体配置成通过重力在其中大体上容纳所述液态金属。

4.根据权利要求2所述的离子源，其中，所述储集器装置还包括封盖，其中，所述封盖选择性地与所述杯体接合并且大体上围封所述储集器装置的顶部部分，在所述顶部部分中限定与所述液态金属相关联的储集器环境。

5.根据权利要求4所述的离子源，其中，所述液态金属驻留于所述储集器环境中，其中，所述储集器装置还配置成选择性地蒸发其中的所述液态金属的至少一部分。

6.根据权利要求5所述的离子源，其中，所述储集器装置配置成通过经由热源选择性地加热所述储集器装置来选择性地蒸发所述液态金属的所述至少一部分。

7.根据权利要求6所述的离子源，其中，所述热源包括以下中的一者或多者：在所述电弧室内产生的等离子体、与来自撞击所述储集器装置的所述等离子体的离子相关联的能量、辅助加热器。

8.根据权利要求4所述的离子源，其中，所述封盖包括限定于其中的一个或多个孔，其中，所述一个或多个孔提供所述储集器环境与所述电弧室环境之间的流体连通。

9.根据权利要求8所述的离子源，其中，所述封盖还包括延伸到所述凹槽中的一个或多个部件，其中，所述一个或多个部件配置成接触所述凹槽内的所述液态金属并且经由毛细作用将所述液态金属朝向所述电弧室环境馈送。

10.根据权利要求9所述的离子源，其中，所述一个或多个部件包括以下中的一者或多者：配置成提供所述毛细作用的表面材料、表面粗糙度、预定表面积。

11.根据权利要求9所述的离子源，其中，所述一个或多个部件包括以下中的一者或多者：从所述封盖延伸到所述凹槽中的环形部件、从所述凹槽向所述封盖延伸的储集器部件、从所述封盖的中心部分延伸到所述凹槽内的所述液态金属中的细长部件。

12.根据权利要求1所述的离子源，其中，所述液态金属由铝、镓和铟中的一种构成。

13.一种用于形成离子束的电弧室，所述电弧室包括：

壳体，其大体上围封电弧室环境；

储集器装置，其定位于所述电弧室环境内，其中，所述储集器装置配置成在所述电弧室环境中容纳液态金属；以及

偏置电源，其配置成使所述储集器装置电偏置并且在所述电弧室环境内形成等离子体。

14.根据权利要求13所述的电弧室，其中，所述储集器装置包括杯体和封盖，其中，所述杯体具有凹槽，所述凹槽配置成在其中至少部分地容纳所述液态金属，其中，所述封盖选择性地与所述杯体接合并且大体上围封所述储集器装置的顶部部分，在所述顶部部分中限定与所述液态金属相关联的储集器环境，其中，所述液态金属驻留于所述储集器环境中，其中，所述储集器装置还配置成选择性地蒸发其中的所述液态金属的至少一部分。

15.根据权利要求14所述的电弧室，其中，所述储集器装置配置成通过经由热源选择性地加热所述储集器装置来选择性地蒸发所述液态金属的所述至少一部分，其中，所述热源包括产生于所述电弧室内的等离子体、与所述离子束相关联的能量以及辅助加热器中的一者或多者。