THE ENERGY SPREAD OF IONS FROM GOLD LIQUID METAL ION SOURCES AS A FUNCTION OF SOURCE PARAMETERS

Résumé
Nous avons étudié la dépendance de la distribution énergétique des ions issus d'une (LMIS) d'or en fonction des conditions d'écoulement hydrodynamique imposées par l'état de surface de la pointe. Nous avons étudié également la dépendance de la largeur énergétique avec le courant source et l'angle d'émission. Les changements de largeur en énergie avec la rugosité évalués à l'aide de modèles et de théories classiques sont faibles. Néanmoins, nos résultats jettent un doute sur les théories existantes fondées sur un champ électrique hémisphérique. Le ƊE est bien représenté par une loi puissance ƊE~I_α avec α compris entre 0,32 et 0,39, soit beaucoup moins que le 0,66 mentionné pour les sources Ga et prévu par un effet de charge d'espace longitudinal. La dépendance de ƊE et celle de la densité de courant en fonction de l'angle d'émission sont remarquablement anticorrélées. Toutes ces mesures suggèrent que l'image d'une pointe liquide lisse et stable à partir de laquelle l'évaporation de champ produit un faisceau d'ions atomiques stables est beaucoup trop simple.

Abstract
We have studied the dependence of the energy spread of the ions from Au liquid metal ion sources (LMIS) on the hydrodynamic flow conditions of the liquid imposed by the surface smoothness or roughness of the source tip. We have also studied the dependence of the energy spread on the source current and angle of emission. The changes in energy spread with source roughness expected on the bas is of current models and theory for the range of sources we have examined is relatively small. Nevertheless our results cast doubt on the existing theory for hemispherical electric field geometries. The source current dependence of energy spread is well represented by a power law ƊE~I_α where α is between 0.32 and 0.39, much less than the anticipated 0.66 which has been reported for Ga sources and expected from the simplest interpretation of longitudinal space-charge effects. The dependence of energy spread on eagle of emission for Au sources shows a remarkable anti-correlation with the angular dependence of current density. All of these measurements suggest that the picture of a smooth and stable liquid tip from which field evaporation produces stable atomic ion beams is much too simple.