濺射離子泵的工作原理及應用

　　濺射離子泵屬吸氣離子泵之一種，其型式頗多，基本型是二極式。它由圓筒陽極和在其兩端的兩個相對的鈦陰極組成。沿陽極筒軸向加一磁場。

　　在低壓強情況下，給陰、陽極問加一數千伏的直流電壓，則由于冷陰極的場致發射及其他原因(如宇宙射線引起的光電發射、二次發射等)，泵內將產生少量的電子。這些電子在交叉電磁場作用下，沿螺旋形軌道迂回地向陽極運動。由于磁場的約束，這些電子一般不會落到陽極上，而是貼近陽極筒形成旋轉的電子云，其旋轉的路程相當長，在旋轉途中易與氣體分子碰撞，產生出離子和繁流二次電子。該電子也被束縛在磁場內，參加電離過程。離子在陽、陰極電場作用下，飛向并轟擊鈦板陰極，使鈦濺射并打出二次電子。該二次電子仍被電磁場作用而參加到電子云里，因此放電可維持到很低的壓強(因不斷有繁流二次電子和二次電子補充跑到陽極上而損失的旋轉電子)。濺射出的鈦原子，不斷沉積在陽極內壁和陰極板上。活性氣體分子與新鮮的鈦膜發生反應，進行化學吸附，同時又被不斷濺射來的新鮮鈦膜所埋葬。惰性氣體分子一旦被電離，其離子便很快打進陰極表面濺射不激烈的部分(對應于陽極圓筒的邊緣部分)以及沉積在陽極表面的鈦層內被埋葬。輕的氣體，如氫，則以離子或仍以中性分子狀態射到陰極上，形成氫化鈦，并擴散于陰極內。

　　該泵具有使用簡單、可靠、無油、無噪聲、無熱、無水、耗電少等優點。但對氬存有抽氣不穩定現象(原先被埋的氬又被后來的離子轟擊出)。由于氬離子是在陰極被埋葬排除的，所以可改進陰極本身的結構，使濺射速率增大，從而增大對氬的抽速來解決。由此，出現了許多改進式結構，如二極型(開槽陰極型、非對稱陰極型、磁控管型)、三極型(單電壓、雙電壓三極型)和復合型(濺射離子泵一升華泵的組合)等。

　　濺射離子泵的極限真空一般為10-11乇，工作壓強范圍為10-2～10-11乇，抽速達數升/秒至數萬升/秒。