Flüssigmetall-Ionenquelle (LMIS)

Eine Flüssigmetall-Ionenquelle ist ein Quellentyp, der in Instrumenten eingesetzt wird, die mit einem fokussierten Ionenstrahl arbeiten. Die Ionenquelle besteht dabei aus einem Metall, das in flüssiger Form betrieben wird.

Eine Flüssigmetall-Ionenquelle (LMIS) besteht in der Regel aus einem Halter mit zwei Anschlusssteckern, über welche die Quelle auf ein Hochspannungspotential gelegt wird. Zwischen den Anschlusssteckern befindet sich ein Wolframdraht, der u.a. das Heizen der Quelle ermöglicht. Der Wolframdraht ist mit der eigentlichen Wolframspitze und dem Reservoir verbunden. Das Reservoir beinhaltet das Material der Ionenquelle (zumeist Gallium). In flüssigem Zustand benetzt das Reservoir-Material, dank des Kapillareffekts, die Wolframspitze. Das Ende der Wolframspitze besitzt einen Radius von wenigen Nanometern, wodurch das elektrische Feld in diesem Bereich besonders stark ist. Die angelegte Hochspannung führt schließlich zur Ausbildung eines Taylor-Kegels am Ende der Wolframspitze.

Gleichzeitig findet eine Ionisierung der Atome im flüssigen Material statt. Diese Ionen werden vom elektrischen Feld bewegt und bilden einen feinen Vorsprung am Ende des Taylor-Kegels. An diesem Vorsprung findet die Feldverdampfung statt und somit der Austritt der Ionen aus dem Material ins Vakuum.