溅射离子泵的工作原理及应用

　　溅射离子泵属吸气离子泵之一种，其型式颇多，基本型是二极式。它由圆筒阳极和在其两端的两个相对的钛阴极组成。沿阳极筒轴向加一磁场。

　　在低压强情况下，给阴、阳极问加一数千伏的直流电压，则由于冷阴极的场致发射及其他原因(如宇宙射线引起的光电发射、二次发射等)，泵内将产生少量的电子。这些电子在交叉电磁场作用下，沿螺旋形轨道迂回地向阳极运动。由于磁场的约束，这些电子一般不会落到阳极上，而是贴近阳极筒形成旋转的电子云，其旋转的路程相当长，在旋转途中易与气体分子碰撞，产生出离子和繁流二次电子。该电子也被束缚在磁场内，参加电离过程。离子在阳、阴极电场作用下，飞向并轰击钛板阴极，使钛溅射并打出二次电子。该二次电子仍被电磁场作用而参加到电子云里，因此放电可维持到很低的压强(因不断有繁流二次电子和二次电子补充跑到阳极上而损失的旋转电子)。溅射出的钛原子，不断沉积在阳极内壁和阴极板上。活性气体分子与新鲜的钛膜发生反应，进行化学吸附，同时又被不断溅射来的新鲜钛膜所埋葬。惰性气体分子一旦被电离，其离子便很快打进阴极表面溅射不激烈的部分(对应于阳极圆筒的边缘部分)以及沉积在阳极表面的钛层内被埋葬。轻的气体，如氢，则以离子或仍以中性分子状态射到阴极上，形成氢化钛，并扩散于阴极内。

　　该泵具有使用简单、可靠、无油、无噪声、无热、无水、耗电少等优点。但对氩存有抽气不稳定现象(原先被埋的氩又被后来的离子轰击出)。由于氩离子是在阴极被埋葬排除的，所以可改进阴极本身的结构，使溅射速率增大，从而增大对氩的抽速来解决。由此，出现了许多改进式结构，如二极型(开槽阴极型、非对称阴极型、磁控管型)、三极型(单电压、双电压三极型)和复合型(溅射离子泵一升华泵的组合)等。

　　溅射离子泵的极限真空一般为10-11乇，工作压强范围为10-2～10-11乇，抽速达数升/秒至数万升/秒。