ionilähteessä

Ionilähde on laite, joka muuntaa neutraalit atomi- tai molekyylit ioneiksi, jotta niitä voidaan kuljettaa, kiihdyttää tai analysoida. Ionilähteitä käytetään muun muassa massaspektrommetreissä, ionisuihkuissa, ionimplantaatiossa sekä hiukkaskiihdyttimissä ja materiaalitutkimuksessa.

Ionoinnin periaate perustuu energian, esimerkiksi sähkövirran tai lämpötilan, antamiseen näytteelle siten, että atomeilla tai molekyyleillä irtoaa tai vastaanotetaan elektroneja. Yleisimmät mekanismit ovat elektronivuorovaikutukseen perustuva ionointi (EI), plasmapohjainen ionointi sekä pintapohjainen ionointi. EI-lähteet käyttävät korkeajännitteisiä sähkövirtoja elektroneja törmäämiseen neutraaliin aineeseen. Plasmapohjaiset lähteet muodostavat hiukkasplasman, jossa ionointi tapahtuu törmäysten seurauksena; niihin kuuluvat duoplasmatron-, Penning- ja RF-/DC-plasma-lähteet. ECR-lähteet (electron cyclotron resonance) hyödyntävät magneettikentän resonanssia tuottaakseen suuria ionivirtoja, erityisesti raskaille ioneille. Pintapohjaiset lähteet ionisoivat atomeita kuuman pinnan kautta, ja niiden käyttöalueet ovat usein alkali- ja joidenkin metallien tuottaminen.

Käyttökohteet ja parametrit: Massaspektrometria ja kemiallinen analyysi sekä ionisuihkutus ja ionimplantaatio puolijohde- ja metallituotteisiin, ja kiihdyttimien tutkimus sekä materiaalien käsittely. Tärkeimpiä parametreja ovat ionivirta, ionien energia ja sen hajonta, beamin laatu (emittance) sekä järjestelmän vakuumi.