[发明专利]低溅射交叉场气体开关及操作方法

权利要求书

1.一种气体开关，包括：

气密外壳，其包含可电离气体；

阳极，其设置在所述气密外壳内；

阴极，其设置在所述气密外壳内，所述阴极包括传导表面；

控制栅极，其定位在所述阳极和所述阴极之间，所述控制栅极布置成接收偏置电压以在所述阳极和所述阴极之间建立导电等离子体；和

多个磁体，其选择性地布置成在所述传导表面附近产生磁场，所述磁场减少撞击所述传导表面的带电粒子的动能。

2.根据权利要求1所述的气体开关，其中，所述气密外壳包含i)氢气、ii)氦气和iii)氢气和氦气的混合物中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的气体开关，其中，所述阴极包括以下中的至少一种：i)钽；ii)钼；iii)钨；iv)镓；v)镓-铟；vi)镓-锡；vii)镓-铟-锡；viii)铝；ix)钨；和x)不锈钢。

4.根据权利要求1所述的气体开关，其中，所述磁场从所述传导表面延伸至少一段距离，其中，所述磁场控制所述距离上的电压降，并且其中，所述多个磁体能够调整以实现i)增加所述距离和ii)减小所述距离上的所述电压降中的至少一者。

5.根据权利要求1所述的气体开关，其中，所述多个磁体包括围绕所述阴极的下表面周向布置的至少一个环形磁体。

6.根据权利要求1所述的气体开关，其中，所述多个磁体包括围绕所述阴极的下表面周向布置的多个同心布置的环形磁体和沿着开关轴线靠近所述阴极的所述下表面布置的中心磁体。

7.根据权利要求1所述的气体开关，其中，所述多个磁体进一步布置成使得所述磁场的最大磁场强度大于100高斯。

8.根据权利要求1所述的气体开关，其中，所述多个磁体进一步布置成使得所述磁场的最大磁场大于500高斯。

9.根据权利要求1所述的气体开关，其中，所述多个磁体进一步布置成使得所述磁场的最大磁场强度大于1,000高斯。

10.根据权利要求1所述的气体开关，其中，所述多个磁体进一步布置成使得所述磁场的最大磁场强度出现在距所述传导表面1-10毫米的范围内。

11.根据权利要求1所述的气体开关，其中，所述多个磁体进一步布置成使得在所述传导表面处的磁场的磁场强度小于最大磁场强度的一半。

12.一种气体开关，包括：

阳极；

阴极，其限定在所述阳极和所述阴极之间的内部容积；

可电离气体，其填充所述内部容积；和

磁体的系统，其设置在所述阴极附近，所述磁体的系统选择性地布置成产生磁场，所述磁场减少撞击所述阴极的带电粒子的动能。

13.根据权利要求12所述的气体开关，其中，所述可电离气体包括i)氢气、ii)氦气和iii)氢气和氦气的混合物中的至少一种。

14.根据权利要求12所述的气体开关，其中，所述阴极包括以下中的至少一种：i)钽；ii)钼；iii)钨；iv)镓；v)镓-铟；vi)镓-锡；vii)镓-铟-锡；viii)铝；ix)钨；和x)不锈钢。

15.根据权利要求12所述的气体开关，其中，所述阴极包括传导表面，其中，所述磁场从所述传导表面延伸至少一段距离，其中，所述磁场控制所述距离上的电压降，并且其中，所述磁体的系统能够调整以实现i)增加所述距离和ii)减小所述距离上的所述电压降中的至少一者。

16.根据权利要求12所述的气体开关，其中，所述磁体的系统包括围绕所述阴极的下表面周向布置的至少一个环形磁体。