Ionenquelle

Eine Ionenquelle (je nach Bauart auch Plasmatron genannt) dient zum Erzeugen von Ionenstrahlen. Sie erzeugt also eine mehr oder weniger gerichtete Bewegung von freien geladenen Atomen (Ionen) mit einer bestimmten Energieverteilung im Vakuum.

Die Ionisierung der Atome geschieht dabei häufig durch Stoßionisation, chemische Ionisation, thermische Ionisation oder Feldionisation. In einem elektrischen Feld können die Ionen nach der Erzeugung beschleunigt und durch elektrische oder magnetische Linsen fokussiert und abgelenkt werden. Häufig gibt es eine Extraktions kathode mit einer Lochblende, durch die der Ionenstrahl ins Vakuum hinaustritt.

Ionenquellen werden zum Beispiel in Teilchenbeschleunigern, in Massenspektrometern, bei der Isotopentrennung, für Ionenantriebe, beim Sputtern und in Feldionenmikroskopen eingesetzt.

Es existiert eine ganze Reihe von Geräten und Anordnungen, die zur Ionenstrahlerzeugung eingesetzt werden können. Im folgenden werden einige Beispiele aufgeführt:

Duoplasmatron (Plasmatron mit zwei Kammern)
Elektron-Zyklotron-Resonanz-Ionenquelle (EZR-Ionenquelle)
Elektronenstrahl-Ionenquelle (EBIS, EBIT)
Elektrodesorptions-Ionenquelle
Geißlersche Röhre (Gasentladung wie in einer Leuchtröhre) nach Heinrich Geißler
Kapillaritron
Mikrowellen-Ionenquelle, zum Beispiel mit einem Magnetron
Penning-Ionenquelle für Teilchenbeschleuniger (gleiches Prinzip wie Penning-Vakuummeter)
Electron Beam Ion Trap EBIT EBIT-Quelle