Un cañón de iones se refiere típicamente a un instrumento que genera un haz de iones pesados con una distribución de energía bien definida. El haz de iones se produce a partir de un plasma que ha sido confinado dentro de un volumen. Los iones de una energía particular se extraen, aceleran, coliman y/o enfocan. El cañón de iones se compone de una fuente de iones , una estructura de rejilla de extracción y una estructura de colimación/lente. El plasma puede estar compuesto de un gas inerte o reactivo (por ejemplo, N + y O + ) o una sustancia fácilmente condensable (por ejemplo, C + y B + ). El plasma puede formarse a partir de moléculas que contienen la sustancia que formará el haz, en cuyo caso, estas moléculas deben fragmentarse y luego ionizarse (por ejemplo, H y CH4 pueden fragmentarse e ionizarse juntos para crear un haz para depositar películas de carbono similares al diamante).
La densidad de corriente iónica (o, de manera similar, el flujo iónico), la dispersión de energía iónica y la resolución del haz iónico son factores clave en el diseño del cañón iónico. La densidad de corriente iónica está controlada por la fuente iónica , la dispersión de energía está determinada principalmente por la rejilla de extracción y la resolución está determinada principalmente por la columna óptica.
El cañón de iones es un componente importante en la ciencia de superficies , ya que proporciona al científico un medio para grabar mediante pulverización catódica una superficie y generar un perfil de profundidad elemental o químico. [1] Los cañones de iones modernos pueden producir energías de haz de 10 eV a más de 10 keV.
Se puede utilizar un nanoculombiómetro en combinación con una copa Faraday para detectar y medir los rayos emitidos por los cañones de iones.
El término "cañón de iones" también podría referirse a un acelerador de cualquier partícula cargada. Véase lo siguiente: