离子源工作原理
离子源 工作原理
离子源工作原理
离子源是一种常用的实验室设备，用于产生高能离子束。
它的工作原理是通过提供高电压电场和/或强磁场，将中性原子或
分子转化为带电的离子，并使其加速并聚焦成束。
离子源通常由两个主要部分组成：离子产生器和加速器系统。
离子产生器通常包括热发射阴极或电离区域，通过不同的方法将中性原子或分子转化为带电离子。
常见的方法包括热发射、化学电离和电子轰击。
在热发射过程中，阴极加热至高温，从而使阴极表面的原子或分子的能量增加，达到蒸发或过冷的程度，从而形成大量的离子。
化学电离是通过将原子或分子暴露在化学反应物中，使其发生离子化反应来实现的。
电子轰击通常通过向原子或分子发送高能电子，从而将其电离。
离子源的第二个重要组成部分是加速器系统，用于将产生的离子束加速到所需的能量和速度。
加速器通常包括多级电场和/
或磁场，通过对离子施加电场或磁场力来提高它们的速度。
这些离子束可以经过定向和聚焦，以便在实验室中进行各种实验和研究应用。
总之，离子源是通过将中性原子或分子转化为带电离子，并通过加速器系统将其加速和聚焦而产生的高能离子束。
它在物理、化学、生物等领域的研究中发挥着重要作用。
离子源工作原理
离子源工作原理离子源是一种用于产生离子束的装置，广泛应用于物理、化学、材料科学等领域。
离子源的工作原理是将中性原子或者份子转化为带电的离子，并通过加速和聚焦装置形成离子束。
离子源的工作原理主要分为两个步骤：离子产生和离子加速。
1. 离子产生离子源中常用的离子产生方法有电离、化学反应和热电子发射等。
其中，电离是最常用的方法之一。
电离方法包括以下几种：1.1 电子轰击电离：利用高能电子轰击原子或者份子，使其电离产生离子。
电子轰击电离通常使用热阴极或者冷阴极发射电子，通过加速电压将电子加速到高能态，然后轰击待离子化的原子或者份子。
1.2 化学反应电离：通过化学反应将中性原子或者份子转化为带电的离子。
常见的方法有化学离子化和化学反应质谱。
1.3 其他电离方法：还有一些其他的电离方法，如光电离、电化学离子化和激光离子化等。
2. 离子加速离子产生后，需要经过加速装置将离子加速到一定的能量。
常见的离子加速装置有加速电压、电场和磁场。
2.1 加速电压：通过施加电场，使离子受到电场力的作用，加速到一定的能量。
加速电压通常通过直流或者射频电源提供。
2.2 电场：除了加速电压外，还可以使用电场来加速离子。
电场加速器通常由多个电极组成，通过调节电极间的电势差来实现离子的加速。
2.3 磁场：磁场加速器利用磁场力将离子束导向并加速。
磁场加速器通常由磁铁或者电磁铁构成，通过调节磁场的强度和方向来控制离子束的运动轨迹。
离子源的工作原理不仅仅局限于离子产生和离子加速，还包括离子束的聚焦和控制。
离子束聚焦主要通过磁透镜和电透镜来实现，以使离子束具有较高的空间分辨率和聚焦能力。
同时，还可以通过调节离子源的参数，如温度、气压和电场强度等，来控制离子束的能量和流强。
总结起来，离子源的工作原理包括离子产生、离子加速、离子束的聚焦和控制。
离子源的工作原理对于离子束技术的应用具有重要意义，可以用于材料表面改性、表征、离子注入和离子束刻蚀等领域。
离子源工作原理
离子源工作原理
离子源（Ion Source）是一种用于产生离子束的装置，它是一
种关键的技术环节，广泛应用于物理学、化学、材料科学、生物医学等领域的研究和实践中。
离子源的工作原理基于离子化过程，即将中性原子或分子转化为离子的过程。
通常，离子源包括一个热阴极或冷阴极，该阴极通过不同的机制（如热电子发射或场致电离）产生自由电子。
这些自由电子在外加电场的作用下被加速，并撞击到阴极材料或其它气体分子上，将原子或分子从中剥离出来，形成离子。
离子可以是正离子（失去一个或多个电子）或负离子（获得一个或多个电子）。
这些产生的离子被抽取并形成离子束。
在离子源内部，除了阴极和外加电场，通常还存在一个加速电子场、抽取电场和聚焦磁场等。
加速电子场用于加速中性气体分子，并将其能量提高到足以离解为离子的能量。
抽取电场则用于抽取和形成离子束。
聚焦磁场在一定程度上控制离子束的聚束效果，使其更加集中和稳定。
离子源的性能受到多种因素的影响，包括离子化过程的效率、离子的种类与能量分布、离子束的强度与稳定性等。
进一步的研究和改进离子源的技术将有助于提高离子束的质量和性能，从而在各种应用中发挥更大的作用，如材料改性、表面处理、质谱分析、离子植入等。
离子源工作原理
离子源工作原理引言概述：离子源是一种用于产生离子束的装置，广泛应用于质谱仪、离子注入器等领域。
离子源的工作原理是通过电离原子或者份子，将其转化为带电的离子，并加速形成离子束。
本文将从离子源的工作原理、离子产生、离子加速、束流控制和离子检测等五个大点进行详细阐述。
正文内容：一、离子源的工作原理1.1 离子源的基本原理离子源的基本原理是通过电离技术将中性原子或者份子转化为带电离子。
这一过程可以通过不同的方式实现，如电子轰击电离、化学电离、光电离等。
1.2 离子源的电离方法离子源常用的电离方法包括电子轰击电离、化学电离和光电离。
其中，电子轰击电离是最常用的方法，通过加速高能电子与气体份子碰撞，使其电离产生正离子和自由电子。
二、离子的产生2.1 电子轰击电离电子轰击电离是离子源中最常用的电离方法。
在电子轰击电离过程中，高能电子与气体份子发生碰撞，将其电离产生离子和自由电子。
2.2 化学电离化学电离是通过化学反应将份子转化为离子。
常见的化学电离方法包括化学反应、化学气相离子化等。
2.3 光电离光电离是利用光子与原子或者份子相互作用，将其电离产生离子。
常见的光电离方法包括激光电离、紫外光电离等。
三、离子的加速3.1 电场加速离子源中常使用电场加速离子。
通过施加电场，使离子获得动能，并加速形成离子束。
电场加速可以采用直流电场、交流电场或者射频电场等方式。
3.2 磁场加速磁场加速是离子源中常用的加速方法之一。
通过施加磁场，使离子受到洛伦兹力的作用，获得动能并加速。
四、束流控制4.1 离子束的聚焦离子束的聚焦是离子源中的重要环节。
通过施加适当的聚焦电场或者磁场，使离子束保持一定的直径和形状，以便更好地进行后续的加工和分析。
4.2 离子束的偏转离子束的偏转是为了将离子束引导到所需的位置。
通过施加适当的偏转电场或者磁场，使离子束按照预定的路径进行偏转。
4.3 离子束的调制离子束的调制是为了控制离子束的强度和频率。
通过调节离子源中的参数，如电压、频率等，可以实现对离子束的调制。
离子源工作原理
离子源工作原理离子源是一种用于产生离子束的装置，其工作原理是将气体或者固体样品中的份子或者原子转化为离子，并通过加速器将其聚焦成束，用于各种科学研究、材料表征和工业应用。
离子源的工作原理主要包括离子化、加速和聚焦三个步骤。
1. 离子化离子源中常用的离子化方法有电离、化学离解和热电子离子化等。
其中，电离是最常用的方法。
通过电离，将气体或者固体样品中的份子或者原子转化为带正电荷的离子。
电离方法包括电子轰击电离和化学电离两种。
1.1 电子轰击电离电子轰击电离是将高能电子轰击气体或者固体样品，使其份子或者原子失去电子而形成离子。
电子轰击电离的主要装置是电子轰击离子源（EI源）。
在EI源中，高能电子由热阴极发射，经过加速器加速后，与样品份子或者原子碰撞，使其电离。
电离后的离子通过引出电场进入质谱仪等分析设备进行分析。
1.2 化学电离化学电离是通过化学反应使样品份子或者原子发生电离。
常用的化学电离方法有化学电离反应质谱法（CI-MS）和电喷雾质谱法（ESI-MS）等。
在CI-MS中，通过在离子源中引入反应气体，使其与样品份子或者原子发生化学反应，形成离子。
在ESI-MS中，通过在离子源中喷射带有高电荷的离子溶液，使其与样品份子或者原子发生溶剂化反应，形成离子。
2. 加速离子源中的离子需要经过加速器进行加速，以增加其动能和速度。
加速器主要包括直线加速器和环形加速器两种。
直线加速器通过直线导管中的电场或者磁场对离子进行加速；环形加速器则利用磁场使离子在环形轨道上加速。
3. 聚焦聚焦是将加速后的离子束聚焦成束，以便进行进一步的分析或者应用。
离子束的聚焦通常通过电场或者磁场实现。
电场聚焦主要包括静电聚焦和动态聚焦两种。
静电聚焦是利用电场对离子束进行聚焦，通过调节聚焦电场的强度和形状，使离子束聚焦成束。
动态聚焦则是通过改变电场的频率和相位，使离子束在聚焦区域内保持稳定的聚焦状态。
磁场聚焦则是利用磁场对离子束进行聚焦，通过调节磁场的强度和形状，使离子束聚焦成束。
离子源工作原理
离子源工作原理离子源是一种用于产生离子束的装置，常用于离子激发、离子注入、质谱分析等领域。
离子源的工作原理涉及离子的产生、加速、聚焦和控制等过程。
以下将详细介绍离子源的工作原理。
1. 离子的产生离子源中常用的离子产生方法有热电子发射、化学电离和光电离等。
其中，热电子发射是最常见的离子产生方法。
通过加热阴极，使其发射热电子，然后通过电场加速和聚焦，将热电子轰击气体份子或者固体样品，使其发生电离，产生离子。
2. 离子的加速离子在离子源中需要被加速到一定的能量，以便能够在后续的实验或者应用中发挥作用。
离子的加速通常通过电场或者磁场实现。
电场加速是最常见的方法，通过在离子源中施加电场，使离子受到电场力的作用，加速离子运动。
3. 离子的聚焦离子束的聚焦是为了使离子束具有较小的发散角度，以便能够在实验或者应用中准确瞄准目标。
离子的聚焦通常通过磁场或者电场实现。
磁场聚焦是最常见的方法，通过在离子源中施加磁场，使离子束受到磁场力的作用，实现聚焦效果。
4. 离子的控制离子源中的离子束需要经过一系列的控制，以满足实验或者应用的需求。
离子的控制包括离子束的强度控制、离子种类的选择和离子束的形状控制等。
离子束的强度控制通常通过调节离子源中的参数，如加速电压、电流等来实现。
离子种类的选择可以通过选择不同的离子源或者调节离子源的工作参数来实现。
离子束的形状控制可以通过调节聚焦系统中的参数来实现。
总结：离子源的工作原理主要包括离子的产生、加速、聚焦和控制等过程。
离子源通过热电子发射、化学电离或者光电离等方法产生离子，然后通过电场加速和聚焦，将离子束加速到一定能量并聚焦成较小的发散角度，最后通过控制离子束的强度、种类和形状等参数，满足实验或者应用的需求。
离子源的工作原理对于离子激发、离子注入和质谱分析等领域具有重要的意义。
离子源工作原理
离子源工作原理离子源是一种用于产生离子束的装置，广泛应用于质谱仪、离子注入设备等领域。
离子源的工作原理主要包括离子产生、离子加速和离子束聚焦三个步骤。
1. 离子产生离子源的第一步是产生离子。
常见的离子产生方法包括电离、化学反应和热电子发射等。
其中，电离是最常用的方法。
电离可以通过电子轰击、化学电离、光电离等方式实现。
在电子轰击电离中，通过加热阴极使其发射电子，电子经过加速电场后轰击气体份子或者固体样品，使其电离产生离子。
2. 离子加速离子源的第二步是将产生的离子加速。
加速离子的方式通常是利用电场或者磁场。
在电场加速中，通过施加电压差使离子受到电场力加速。
磁场加速则是利用磁场对离子进行加速。
离子经过加速后，速度增加，动能增大。
3. 离子束聚焦离子源的最后一步是将加速后的离子束聚焦。
离子束聚焦可以通过电场或者磁场来实现。
在电场聚焦中，通过施加适当的电场使离子束收束。
磁场聚焦则是利用磁场对离子束进行聚焦。
离子束聚焦的目的是使离子束的直径变小，增加离子束的强度和聚焦度。
离子源的工作原理可以简单总结为：离子产生、离子加速和离子束聚焦。
通过这三个步骤，离子源可以产生高能离子束，用于各种应用中。
离子源的性能和稳定性对于离子束的质量和精度有着重要影响，因此在离子源的设计和优化中需要考虑多种因素，如离子产生效率、离子束能量分布、离子束聚焦效果等。
在实际应用中，离子源的工作原理可以根据具体的设备和需求进行调整和优化。
不同类型的离子源有着不同的工作原理和特点，如电子轰击离子源、静电离子源、电喷雾离子源等。
这些离子源在不同的领域和实验中发挥着重要作用，推动了科学研究和技术发展的进步。
离子源工作原理
离子源工作原理离子源是一种用于产生离子束的装置，其工作原理基于离子的产生、加速和聚焦过程。
离子源广泛应用于质谱分析、表面处理、离子注入等领域。
离子源的工作原理可以分为离子产生、离子加速和离子聚焦三个步骤。
1. 离子产生离子源中的离子产生部份通常由一个离子化器组成，其功能是将样品中的份子或者原子离化成离子。
离子化器常用的方法有电离、化学离化和光解离等。
以电离为例，电离器通常由一个电离源和一个加速电场组成。
在电离源中，通过加热或者电子轰击等方式将样品中的份子或者原子激发至高能态，然后通过电离源中的电子与激发态的份子或者原子碰撞，使其失去一个或者多个电子，从而形成带正电荷的离子。
2. 离子加速离子加速是将离子加速到一定能量的过程，以便在后续的实验中能够产生所需效果。
离子加速通常通过一个或者多个加速电场实现。
在离子加速过程中，离子会受到电场力的作用，加速至一定能量。
加速电场的形式和设计根据具体的离子源和实验需求而定。
离子源中常用的加速电场有直线加速器、环形加速器和多级加速器等。
3. 离子聚焦离子聚焦是将离子束聚焦到一定的束斑尺寸的过程，以便在实验中获得较高的空间分辨率。
离子聚焦通常通过磁场和电场的组合实现。
在离子聚焦过程中，磁场和电场会对离子束施加力，使离子束朝着中心轴线聚焦。
离子源中常用的聚焦方式有磁透镜和电透镜等。
总结：离子源的工作原理包括离子产生、离子加速和离子聚焦三个步骤。
离子源中的离子化器将样品中的份子或者原子离化成离子，离子加速器将离子加速到一定能量，离子聚焦器将离子束聚焦到一定的束斑尺寸。
离子源的工作原理是离子束技术的基础，对于离子束在质谱分析、表面处理和离子注入等领域的应用具有重要意义。
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提纲：Anode layer ion source的基本结构和演化正交场放电，为什么是阳极层？阳极层加速原理，溅射的影响，离子束的发射效率与放电模式（低压/高压）的关系。
在DLC中应用的难点短路？在一些电介质薄膜沉积中呢？Physics and engineering of crossed-field discharge devices—Abolmasov正交场放电器件可分为下图所示几个类型，图中每种构型都满足漂移形成闭合路径。
三种主要构型为：圆柱、环形和平面构型。
被约束在漂移路径内的电子行程足够长，增加了对本底气体的离化几率。
电子的漂移运动形成Hall电流，除此之外，电子在垂直磁力线方向的运动形成阳极感受的放电电流，考虑到在强场近似下，。
如果考虑电子的反常输运，。
注意，在沿着磁力线方向上，碰撞会阻碍电子运动；而在垂直于磁力线方向上，迁移需要碰撞，其频率与电子运动能力成正比。
假设，电子的larmor轨道大部分时间内是完整的。
电子的随即运动步长与无磁场时是一致的。
那么，我们可以认为B场为等效气压。
宽束离子源的引出往往是通过包含加速-减速功能的多孔栅极引出的。
栅极引出的离子束可以精确地控制离子能量和剂量，但并不适用于低能离子束应用。
这是因为栅极之间的空间电荷效应d即是栅极间距。
（更高的引出束流意味着更高的电压）无栅极离子源无栅极离子源起源于空间推进器项目。
该种Hall离子推进器分为两类：SPT和TAL，前者和后者的区别在于延长的加速通道和绝缘壁的使用。
由于TAL不需要电子发射器（阴极灯丝）辅助运行，使其更适宜工业应用。
TAL中，如图2(d)，轴向电场建立在阳极和阴极极靴之间，形成环形加速通道。
极靴之间形成径向磁场。
正交场驱使电子沿角向运动，阻止了电子向阳极的直接流动——主要的电位降发生在阳极附近的磁化电子云中（阳极鞘）。
该电位降将离化区的离子加速远离放电通道。
由于无离子鞘，TAL的离子流不受空间电荷限制。
TAL应用在工业生产中的变种ALIS，其离子能量分布范围很宽（这是因为不同离化位置的电位不同），离子束的平均能量（veeco的说法是60%）。
该离子源适用于需要能量大于100eV、分散束流、较宽能量分布情况的应用，同时，应用领域可以接受一定数量的溅射污染。
由于没有灯丝，ALIS也可在反应气体下放电。
End-Hall源也属于无栅极离子源范畴，但不同于TAL。
End-Hall源的磁场是轴向发散的，导致其放电机制有很大不同。
在较低的碰撞频率下（），电子与发散磁场作用，产生了离子的加速场。
这种机制也就限制了其运行的上限为，且需要中和器。
放电模式的分类尽管存在不同的放电构型，正交场放电的共性还是明显的，如上述提到的Hall电流。
不过，目前尚未有一个关于正交场放电的完备理论。
这导致设计正交场放电设备的尝试是建立在实验基础上的。
本文认为四种基本构型：penning放电、ALIS、圆柱磁控和平面磁控，可以用Schuurman分类描述。
在低气压下（<10-4Torr），电子约束时间远长于离子渡越时间。
因此放电是纯粹的电子等离子体。
低压放电有两个区间：低磁场模式（LMF）和高磁场模式（HMF）。
在LMF模式，电子密度很低，放电室中间的电位接近阳极电位，如图5(a)所示。
放电电流与放电电压无关，与气压和磁场的平方成正比，如图5(b)所示。
当B持续增加，轴线上电位降至阴极电位，更高的B值使放电过渡到HMF模式。
此时，径向电位差等于阳极电位。
放电电流达到最大。
HMF模式下，电位差主要集中在阳极附近的电子鞘中（即阳极层），如图5(a)。
除了penning cell，电子鞘还存在于圆柱磁控和ICM中，也是TAL和ALIS的内在特性。
其中的磁化电子不能迅速越过磁场到达阳极。
近中性等离子体占据轴线区域，其电位接近阴极电位，电子密度远低于鞘层内。
估算电子鞘宽度为可见，鞘宽度处于电子回旋半径的量级。
在HMF模式下，电流随放电电压线性增加。
在较高的气压下（>10-4Torr），放电模式明显受到正空间电荷层的影响（），包括TM、HP和GD模式。
在TM模式，正空间电荷层仍然很小，因此阳极层中的电位降仍很大。
在特定压强下，形成阴极鞘成为放电自持的必要条件，放电进入HP模式（磁控溅射）。
由于高电位差的离子鞘存在，溅射作用开始凸显。
由空间限制电荷效应，鞘厚可以估算为当气压足够高时，电子平均自由程与设备尺寸相仿，磁场的作用削弱，放电进入GD模式。
Plasma and ion sources in large area coating: a review—A Anders3.离子源和等离子体源的分类简而言之，我们可以认为离子源是拥有离子引出机制的等离子体源。
在引出期间，离子通过引出电极之间的鞘层。
鞘层内的高电位差加速离子。
带栅极离子源可以精确控制引出离子的能量和剂量，但并不适用于低能过程（空间电荷限制）。
对大面积处理的情况，离子引出是通过多孔栅极或多狭缝栅极完成的。
孔径或狭缝宽度必须小于鞘厚度，否则等离子体会填充引出间隙内并造成短路。
在引出后，离子束的空间电荷吸引电子（由中和器或与气体碰撞产生），空间电荷得到补偿。
只有在完全得到补偿后，离子束才会保持大致平行的出射方向。
如果没有补偿，离子束会膨胀，失去初始的电流密度。
准中性的等离子体和完全补偿的离子束的差别在于基体定向离子速度。
要想获得低能大束流的离子束，一种方式是采用4级栅极，后两级栅极用于减速；另一种方式是改变离子的引出方式。
在磁化等离子体中，电子横越磁力线的运动被抑制，而沿着磁力线的运动不受影响。
因此，磁力线相当于电场的等势线，而磁力线之间的电场会有差异——可以用来加速。
低于50eV 时，等离子体源和离子源的差别就无关紧要了，尤其是等离子体源产生快速漂移的等离子体时。
End-Hall 源和阳极层离子源磁控的概念也可以反过来使用，加速正离子离开源，如下图所示。
在磁控中，离子加速是通过存在磁场情况下的电场完成的。
在正交场作用下，Hall电流形成。
无栅极离子源不受空间电荷限制（虽然仍存在空间电荷，可能需要灯丝等中和）。
无栅极离子源的两种类型分别为End-Hall源和阳极层离子源。
End-Hall离子源因离子束在磁场的端部离开而得名。
阳极层离子源适用于束流能量大于100eV和大的发散角情况。
Physics of closed drift thrusters—V V Zhurin/H R Kaufman阳极层推进器为减少对极靴的侵蚀，大部分的离子束被限定在狭窄的宽度内。
由于无能量交换过程，电子温度不受限制，电子流在向阳极移动过程中不断增加温度——这将导致阳极附近等离子体电位的剧增。
大部分的离子产生和加速来源于此“阳极层”。
在正交场中离化产生的离子几乎都是单电离态的。
这是因为当原子损失一个电子后，加速电场会在其与另一个电子碰撞前，迅速将该离子排出离化区。
而少量多电离态离子的存在，是因为高能电子碰撞的结果。
等离子体电子横越磁场的运动受抑制的事实，是正交场推进器的有效运行的基础。
极靴间的磁场主要是径向方向。
沿轴向的磁场强度径向分量分布和轴向的电位分布见右图。
磁场呈钟形分布，在接近极靴位置最大，往两极方向都在减小。
等离子体电位差主要分布在磁场最强的位置附近。
Hall电流沿角向流动，轴向的电子电流来源于电子与其它粒子（电子、离子、原子）和表面的碰撞，以及等离子体电位涨落。
由于横越磁场的运动受到抑制，阳极层离子源可以在保持很强电场的前提下仅导通少量的电子电流。
因此，电场主要用于给离子加速，增加其动能。
如果Hall电流受到阻碍，将会产生二次电场。
——这将导致平行于施加电场方向的电子漂移，增加了电子电导率。
为了保证正交场推进器的有效运行，Hall电流在环形轨道内不应受到这种阻碍。
磁场和等离子体密度应保证极高的均匀性。
考虑到电子向阳极运动的困难程度，大部分电子困在漂移区。
由于受到阴极供给电子和二次电子的排斥，该区域内的准中性条件是可以满足的。
？？？？磁场的强度和分布漂移区内磁场强度需满足以下条件：，这意味着，电子完全磁化，碰撞频率远小于旋转角频率；离子几乎不受磁场影响。
由于磁场几乎不能影响离子运动，离子角向速度远小于漂移速度。
漂移区的轴向宽度远小于离子回旋半径由于推进器的运行有赖于电子角向漂移，长度L不应该小于电子回旋半径，因此，，一般是几个的量级。
磁场的形状可以控制离子的轨迹，其最重要的部分是阳极和轴向靠近极靴的位置之间。
实验显示，该区域内的磁场近径向分布——这有助于在轴向方向上加速离子。
Hall电流密度由于准中性条件，2.热电位在放电等离子体中，热电位定义为电子电导很小，且几乎垂直于磁力线，因此我们可以忽略沿磁力线的电导。
那么，在磁力线方向上，热电位是恒定的。
磁力线和等势线的重合精度在的量级（比如，电子温度为eV，精度为V量级）。
两者之间的关系是控制离子轨迹和等离子体流的有利工具。
需要注意，闭合漂移路径中的电子温度可以很高，所以等势线和磁力线的不重合度在加大。
在阳极附近（z=0），虽然磁力线很弱，但电位变化很大。
Handbook of plasma processing technology-chapter 7无栅极离子源有两种基本结构，End-Hall类型，离子束在磁场端部的加速区得到加速离开阳极层类型，离子加速通道时环形，而非End-Hall的圆形。
阳极层离子源的磁场基本是径向的，电子在穿越径向磁场时产生Hall电流。
加速场来源于横越磁场的电导率下降。
平行和垂直于磁力线的电导率比值粗略地估计，该比值约为256，实际上可能会更大，因此，可以认为分析发现，如果电子从离子逃逸区向离子形成区中电子得到加速，在阳极附近出现不连续的电位跃变。
End-Hall源的运行原理与阳极层离子源类似。
阴极发射的电子沿磁力线进入放电区域并环绕阳极漂移，离化工作气体原子或分子。
由于气体密度沿下游方向迅速下降（阳极指向阴极方向），大量的离化事件发生在阳极附近区域。
依照上述分析，上图中的磁力线应该可以近似代表等离子体中等势线分布。
但对等离子体电位的径向测量发现，从对称轴想阳极位置，电位的增加只有施加电压的几分之一。
主要的电位差存在于轴向上!当非均匀磁场的梯度方向和磁场方向相同时，电子在该场中运动时受到平行于磁场的力。
假设等离子体密度是均匀的，电位差可表示为当某个位置上，其等离子体电位也会提高。
US6086962—Mahoney使用栅极加速离子源通入乙炔气体直接沉积DLC，可制作高键含量的膜层，具有超过10GPa 的硬度和约10A/s的沉积速率。
沉积成功的必要条件为：●乙炔气体离化程度要高●离子种类中C/H比例高●平均离子束能量为100eV（每个沉积C原子）不过，栅极加速离子源受限于空间电荷限制，束流密度和沉积速率都很低；另外，栅极也会被镀上，需要经常维护。