工作階段中離子源注入機中離子源燈絲中毒現象

弗裡曼離子源已有了30多年的悠久歷史，是適用面最廣，使用率最高的一種離子源。它能將大多數元素的產生聚焦得很小，而且能量範圍也比較寬，所以成為人們的最佳選擇。廣泛的應用於離子源注入機，例如束流為毫安培級的多種金屬離子束的常規生產。在整個工業用的離子注入中大約95%都是採用弗裡曼離子源。

採用直徑為1.5mm的工業用鎢絲，在化學處理除去表面氧化層和化學清洗的基礎上，將其裝入離子源注入機。工作物質採用99.9%純度的MoCl₅。MoCl₅是一種很容易吸收水分的物質，分解它比較容易。在試驗過程中發現離子源燈絲會在工作階段中發生中毒現象。在工作中絕緣子絕緣被破壞，引起燈絲和弧室間電極發生短路，從而導致燈絲中毒。在注入MoCl₅的過程中，如果進氣量太大，該氣體進入弧室的離化率就會降低，一部分MoCl₅就會沉積在燈絲上，從而導致燈絲發生中毒現象。因為靠近弧室壁的兩端的燈絲的溫度比較低，其兩端就比較容易沉積MoCl₅。所以，在該階段的中毒現象常常發生在兩端，可以通過燈絲變粗發現，但是燈絲的中間部分由於中毒得不明顯，多以還具備發射電子的能力。燈絲中毒大部分原因是因為MoCl₅在低溫的情況下有較高的蒸汽壓的性質。除此之外，鉬和鎢是兩種完全相溶的金屬，在開始階段是有利於膜的生長，但是其進氣量對燈絲也會造成很大的影響。