З попередніх досліджень відомо, що при малих емісійних струмах рідкометалеві джерела іонів (РМДІ) працюють нестабільно і емісія має імпульсний характер. У роботі вивчено кутові і енергетичні розподіли іонів Ga, GaIn; GaInCu, GaInSn, GaInAg, Li РМДІ для області струмів близьких до мінімально можливих (I режим роботи джерела) та більших струмів стабільної роботи джерела (II режим роботи). Встановлено, що в I режимі кут конуса емісії залишається практично незмінним, а енергорозкид іонів зростає із зменшенням емісійного струму. Перехід від I до II режиму роботи джерела відбувається стрибкоподібно при певному для кожного джерела критичному емісійному струмі і має оборотний характер щодо величин емісійного струму і кута конуса емісії. Для сплавних джерел у I режимі роботи іонні струми компоненти, яка сегрегує на поверхні сплаву, є більшими, ніж вони повинні бути згідно з елементним складом сплаву.

Представлено експериментальне мас-спектрометричне дослідження емісійних характеристик рідкометалевих джерел іонів (РМДІ) на основі Ga, Li, GaIn, GaInAg, GaInCu, GaInSn в залежності від температури розплаву, співвідношення елементів у складі сплаву (для сплавних джерел) та величини емісійного струму джерела. Для сплавних джерел знайдено, що введенням в склад сплаву елементів, які мають тенденцію до сегрегації в поверхневих шарах розплавів, можна керувати кутовими і енергетичними розподілами іонів джерела (добавки елементів до 20 - 30 ат. %). Кутові розподіли іонів вужчають, а енергорозкид іонів зменшується, якщо потенціал іонізації сегрегуючого елемента вищий за потенціал іонізації основного елемента-розчинника. Для одноелементних і сплавних джерел вперше виявлено стрибкоподібну зміну характеру роботи при переході з області середніх емісійних струмів (режим II) в область початкових емісійних струмів (режим I). За певного для кожного джерела критичного струму I_кр стрибком змінюється (на 10 - 30 % від I_кр) як сама величина струму, так і кут емісії (збільшується в 1,5 - 2 рази). Перехід джерела із режиму в режим є оборотним відносно I_кр. Отримані результати енергоаналізу іонів та їх кутові розподіли свідчать про те, що за струмів, близьких до критичних, емісійні параметри РМДІ оптимальні - кут конусу емісії найвужчий, а енергорозкид іонів мінімальний. Запропоновано нове модельне уявлення про механізм формування кутових розподілів іонів сплавних джерел, в якому вперше враховується характер розподілу елементів сплаву в об'ємі розплаву. Головна ідея полягає в тому, що структура сплаву РМДІ