Формирование ленточных и псевдоленточных пучков ионов металлов и плазмы тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.20, кандидат технических наук Сивин, Денис Олегович

• Сивин, Денис Олегович
• кандидат технических наук
• 2010

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сивин, Денис Олегович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОСТОЯНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ПЛАЗМЕННЫХ ПОТОКОВ И ПУЧКОВ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ ИСПАРЕНИЯ МЕТАЛЛОВ ВАКУУМНОЙ ДУГОЙ

1.1. Особенности формирования плазмы вакуумной дуги и технологические плазмогенераторы

1.2. Фильтрация плазмы вакуумной дуги от микрокапельной фракции

1.3. Вакуумно-дуговые источники ионных пучков

Выводы

ГЛАВА 2. ФОРМИРОВАНИЕ МЕТАЛЛИЧЕСКОЙ ПЛАЗМЫ ПРОТЯЖЕННЫМ ВАКУУМНО-ДУГОВЫМ ИСПАРИТЕЛЕМ

2.1. Описание экспериментальной установки

2.2. Исследования по формированию ленточных потоков металлической плазмы с использованием двух вакуумно-дуговых генераторов плазмы

2.3. Исследования по формированию псевдоленточных потоков металлической плазмы

2.4. Фильтр для очистки плазмы вакуумной дуги от микрокапельной фракции

2.5. Исследование очистки плазмы от микрокапельной фракции

2.6. Исследование возможности трансформации микрочастиц вакуумно-дугового разряда на поверхности образцов при использовании короткоимпульсных высокочастотных потенциалов смещения

2.7. Исследование зарядового состояния ионов плазмы.

Выводы

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ ПО ФОРМИРОВАНИЮ ЛЕНТОЧНЫХ

И ПСЕВ ДО ЛЕНТОЧНЫХ ПУЧКОВ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ

3.1. Формирование ленточных пучков ионов металлов

3.2. Формирование псевдоленточных пучков ионов металлов

3.3. Особенности формирования псевдоленточных пучков ионов металлов при импульсно-периодическом ускоряющем напряжении

Выводы

ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ НЕКОТОРЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСТОЧНИКОВ ЛЕНТОЧНЫХ И

ПСЕВДОЛЕНТЧНЫХ ПУЧКОВ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ

4.1. Технологические особенности и возможности использования ленточных и псевдоленточных пучков ионов металлов

4.2 Формирование наностркутурных интерметаллидных поверхностных слоев методом высокоинтенсивной ионной имплантации ионов алюминия в мишень из никеля.

4.3. Формирование наностркутурных интерметаллидных поверхностных слоев методом высокоинтенсивной ионной имплантации ионов алюминия в мишень из титана

Выводы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Формирование ленточных и псевдоленточных пучков ионов металлов и плазмы»

Создание материалов с новыми свойствами определяет технический прогресс. В настоящее время металлургические методы практически исчерпали свои возможности по улучшению объемных свойств материалов. В большинстве случаев эксплуатационные свойства материалов, деталей и изделий на их основе определяются свойствами поверхности. В этой связи, развитие методов модификации поверхностных и приповерхностных слоев материалов стало определяющим в развитии технического прогресса. Среди многообразия методов модифицирования свойств поверхности, особое место занимают методы ионно-лучевой обработки и плазменного осаждения покрытий.

Исследования по взаимодействию пучков заряженных частиц с поверхностью твердого тела показали перспективность их использования в качестве уникального инструмента для улучшения поверхностных свойств различных материалов. Воздействие на поверхность полупроводников, металлов, органических материалов приводит к направленному изменению физико-химических, физико-механических, электрофизических магнитных свойств поверхностных и приповерхностных свойств материалов [1-12].

Применение ионов газов для модифицирующего воздействия на материалы в большинстве случаев ограничивается процессами внедрения ионов азота в поверхностный слой. Существенно большие возможности связаны с различными легирующими добавками в поверхностный слой материалов, созданием неравновесных фаз и структур при имплантации ионов металлов.

Ионная имплантация в металлы и сплавы требует применения доз облучения на несколько порядков больших по сравнению с полупроводниками [126]. Именно развитие ионной имплантации в металлы и сплавы резко стимулировало создание сильноточных источников ионов металлов на основе импульсной и непрерывной вакуумной дуги. С точки зрения формирования плазменных потоков и пучков ускоренных ионов металлов, вакуумно-дуговой разряд имеет ряд преимуществ [13-18]; которые определяются:

- возможностью генерации плазмы любых проводящих материалов;, включая? металлы, сплавы, композиты, высоколегированные полупроводники;.

- высокой степенью ионизации рабочего вещества и наличием" многозарядных ионов;

- возможностью формирования; потоков-ионов в широком диапазоне токов;

- высокими начальными энергиямигионов;

-энергетической эффективностью и простой реализацией данного методагформирования плазменных потоков.и ионных пучков:

В: настоящее время разработано; несколько: модификаций источников ионов, источников ионов и плазмы; на основе импульсно-периодической и непрерывной! вакуумной дуги. Источники обеспечивают формирование СИЛЬНОТОЧНЫХ, пучков ИОНОВ: металлов: С, ТОКОМ: до 2-3 А в импульсе при средней мощности' в ионном! пучке до 6-8 кВт [23,30-33,84-87]. Они отличаются простотой конструкции; надежностью; в работе и высоким ресурсом, определяемым.1 использованием массивного; катода, или набора: небольших катодов. Однако все эти. ионные источники, формируют аксиально-симметричные ионные пучки с диаметром, не превышающим, 0,25 м.

Развитие и более широкое внедрение новых перспективных технологий ионной имплантации и ионного перемешивания плазменно осаждаемых покрытий; в настоящее время, сдерживается, отсутствием ионных источников обеспечивающих формирование широких ионных пучков для. равномерной обработки крупногабаритных деталей и изделий. В этой связи; разработка и исследование, источников ленточных и псевдоленточных пучков ионов металлов представляется актуальной'задачей:

Фундаментальная проблема, связанная с имплантацией ионов металлов и ионно-плазменным осаждением покрытий с применением вакуумно-дугового разряда, обусловлена наличием в потоке вакуумно-дуговой плазмы значительного количества микрокапель, являющихся продуктами эрозии материала катода в катодном пятне. Создание фильтров для очистки плазмы вакуумной дуги от микрочастиц [70-74] обеспечивает возможность существенного (на два три порядка) уменьшения количества микрочастиц в плазменном потоке. Однако применение любых конструкций плазменных фильтров существенно уменьшает концентрацию плазмы на выходе плазменного фильтра и не обеспечивает возможность полной очистки плазмы от микрочастиц. Наличие микрокапельной фракции при ионной имплантации и в технологиях ионно-плазменного осаждения покрытий существенно ухудшает технологические возможности методов. В этой связи, актуальной представляется задача поиска альтернативного метода устранения микрочастиц в потоке плазмы или на поверхности обрабатываемой мишени. Таким образом, тема диссертационной работы, связанная с разработкой и исследованием источников ленточных и псевдоленточных пучков ионов и плазмы на основе вакуумно-дуговых испарителей непрерывного действия и нового метода и систем очистки плазмы от микрокапельной фракции для реализации широкого набора методов ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки поверхности материалов, представляется актуальной.

Цель работы заключается в исследовании трансформации микрочастиц вакуумно-дугового разряда на поверхности мишени в условиях избирательного энергетического воздействия на них, в разработке псевдоленточного источника плазмы металлов, пучков ионов металлов и плазменных потоков, а также в исследовании закономерностей формирования интерметаллидных слоев типа ТьА1, №-А1 при имплантации ионов алюминия в условиях компенсации ионного распыления поверхности осаждением металлической плазмы.

Научная новизна работы заключается в том, что:

1. Предложен и разработан генератор металлической плазмы на основе непрерывной вакуумной дуги с замкнутым дрейфом катодного пятна по рабочей поверхности катода, оснащенный прямоточным фильтром с плоскими электродами жалюзийного типа для очистки металлической плазмы от микрокапельной фракции. Определены основные закономерности влияния тока дугового разряда, напряженности магнитного поля на поверхности катода, условий магнитной изоляции электродов фильтра и величины положительного потенциала смещения на них на параметры плазменного потока на выходе генератора.

2. Показана возможность удаления продуктов эрозии катода вакуумно-дугового генератора металлической плазмы в виде микрокапель с поверхности мишени, погруженной в плазму, путем приложения к ней короткоимпульсных (2-2,5 мкс) высокочастотных (240 кГц) потенциалов смещения отрицательной полярности (1 кВ). Удаление микрочастиц на поверхности мишени достигается как в случае применения короткоимпульсного потенциала смещения одновременно с осаждением металлической плазмы, так и в случае, когда осаждение металлической плазмы уже прекращено, а короткоимпульсный потенциал смещения прикладывается к мишени, погруженной в газовую плазму.

3. Показана возможность формирования непрерывных и импульсно периодических ленточных и псевдоленточных пучков ионов металлов из плазмы непрерывного вакуумно-дугового разряда в условиях фильтрации плазмы от микрокапельной фракции.

4. С использованием импульсно-периодического источника пучков ионов металлов и плазменных потоков показана возможность создания интерметаллидных слоев (типа №-А1, ТьА1) с толщиной, на порядок превышающей пробег ионов в мишени (до 2,6 мкм), с достижением концентрации легирующей примеси до 60 ат.%, в условиях имплантации ионов металлов с компенсацией ионного распыления осаждением металлической плазмы в промежутках между импульсами формирования ионного пучка в источнике.

Научная и практическая значимость работы состоит в том, что:

1. Разработан протяженный генератор металлической« плазмы на основе непрерывной, вакуумной дуги с замкнутым дрейфом катодного пятна по рабочей поверхности катода, оснащенный протяженным прямоточным плазменным фильтром для» очистки металлической плазмы от микрокапельной фракции, с ионным током насыщения из плазмы на выходе до 1,8 А при токе дугового разряда 140 А. Генератор может быть использован как в установках для плазменного осаждения покрытий на детали со значительными линейными размерами, так и в источниках псевдоленточных пучков ионов металлов.

2. Новый метод удаления микрокапель вакуумно-дугового разряда с поверхности мишени, погруженной в плазму, при приложении к ней отрицательного короткоимпульсного высокочастотного потенциала смещения, открывает значительные перспективы его применения в технологиях ионно-плазменного осаждения наноструктурированных бездефектных и малодефектных покрытий.

3. Разработаны источники непрерывных и импульсно-периодических, ленточных и псевдоленточных пучков ионов металлов и плазменных потоков на основе непрерывного вакуумно-дугового разряда с фильтрацией плазмы от микрокапельной фракции. Источники предназначены для ионно-ассистированного осаждения покрытий на детали с размерами до 0,6 м и для ионной имплантации в изделия, в том числе, в условиях компенсации ионного распыления поверхности мишени осаждением металлической плазмы из тогоже источника в промежутках между импульсами формирования ионного пучка.

4. Возможность формирования наноструктурных интерметаллидных слоев (типа >П-А1, Т1-А1) с толщиной до нескольких микрометров методом ионной имплантацией ионов алюминия с компенсацией ионного распыления осаждением алюминиевой плазмы в промежутках между импульсами ионного пучка в источнике, обеспечивает увеличение физико-механических и эксплуатационных свойств изделий из никеля и титана, в том числе, в условиях повышенных температур.

Работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Полный объем диссертации составляет 153 страниц, работа содержит 64 рисунка и 5 таблиц. Список цитируемой литературы включает 148 источников.

Заключение диссертации по теме «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника», Сивин, Денис Олегович

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Применение двух аксиально-симметричных вакуумно-дуговых испарителей оснащенных плазменными фильтрами, обеспечивает возможность формирования протяженной области (0,6x0,1 м2) плазменного потока с неоднородностью концентрации плазмы по длине не превышающей 15-20%.

2. Протяженный вакуумно-дуговой генератор металлической плазмы с «двухарочным» магнитным полем напряженностью (0,5-1,4)-10'" Тл на поверхности катода, совмещенный с прямоточным плазменным фильтром с плоскими электродами жалюзийного типа, магнитоизолированными за счет пропускания по ним тока от 350 А до 1000 А, находящимися под положительным, по отношению к плазме, потенциалом смещения от 12 В до 18 В, обеспечивает формирование псевдоленточного потока, очищенной от микрокапельной фракции, металлической плазмы с ионным током насыщения из плазмы на выходе источника до 1,8 А при токе дугового разряда 145 А. Обычное магнитное поле «арочного» типа на поверхности' катода приводит к локальной выработке его поверхности. Выполнение конструкции магнитопровода с минимальным градиентом тангенциальной составляющей магнитного поля на рабочей поверхности катода, обеспечивает равномерную выработку катода и существенно увеличивает ресурс работы генератора.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сивин, Денис Олегович, 2010 год

1. Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы.-М.: Металлургия, 1990216 с.

2. Данилин Б.С. Применение низкотемпературной плазмы для нанесения тонких пленок. М.: Энергоатомиздат, 1989. - 328 с.

3. Диденко А.Н., Лигачев А.Е., Куракин И.Б. Воздействие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов — М.: Энергоатомиздат, 1987.-187 с.

4. Гусева М.И. Ионная имплантация в металлах // Поверхность. Физика, химия, механика. 1982. -№ 4. - С. 27-50.

5. Хирвонен Дж. Ионная имплантация. М.: Металлургия, 1985. - 392 с.

6. Риссел X., Руге И. Ионная имплантация. / Пер. с нем.; под ред. М.И. Гусевой. -М.: Наука, 1983. 326 с.

7. Быстрицкий В.М., Диденко А.Н. Мощные ионные пучки. — М.: Энергоатомиздат, 1984. 152 с.

8. Пранявичюс Л., Дудонис Ю. Модификация свойств твердых тел ионными пучками. Вильнюс: Мокслас, 1980. - 342 с.

9. Аброян И.А., Андронов А.Н., Титов А.И. Физические основы электронной и ионной технологии. М.: Высшая школа, 1984. - 214 с.

10. Барвинок В.А. Управление напряженным состоянием и свойства плазменных покрытий. -М.: Машиностроение, 1990. 384 с.

11. Лафферти Д. Вакуумные дуги. / Пер. с англ.; под ред. В. И. Раховского. -М.: Мир, 1982.-432 с.

12. Месяц Г.А., Проскуровский Д.И. Импульсный электрический разряд в вакууме. Новосибирск: Наука, 1984. - 256 с.

13. Дороднов A.M., Петросов В.А. О физических принципах и типах вакуумных технологических плазменных устройств // ЖТФ. 1977. - Т.7. - С. 504-524.

14. Лунев В.М., Падалко В.Г., Хороших В.М. Исследование некоторых характеристик плазмы вакуумной металлической дуги // ЖТФ: 1977. - Т. 7. ~ С. 1486-1495.

15. Любимов Г.А., Раховский В.И. Катодное пятно вакуумной дуги // УФН. -1978.-Т. 125.-В. 4.-С. 665-706.

16. Kimblin C.W. Erosion and ionization in the cathode spot regions of vacuum arcs //J. Appl. Phys. 1973. - V 44, № 7. -P. 3074-3081.

17. Daalder J.F. Components of cathode erosion in vacuum arcs // J.Phys. D.: Appl. Phys. -1976. -V. 14. P. 2379-2395.

18. Плютто A.A. Ускорение положительных ионов в расширяющейся плазме вакуумных искр // ЖЭТФ. 1960. - Т. 39, В. 6. - С. 1589-1592.

19. Абрамов И.С., Быстрое Ю.А., Вильдгрубе В.Г. Плазменные ускорители и их применение в технологии. Обзор по электронной технике. Сер. Электровакуумные и газоразрядные приборы. М.: ЦНИИ Электроника. 1986. -В. 3.-285 с.

20. Плютто A.A. Ускорение положительных ионов в расширяющейся плазме вакуумных искр//ЖЭТФ. 1969. -Т. 39. -В. 6. -С. 1589-1592.

21. Плютто A.A. Исследование сильноточных импульсных пучков заряженных частиц и процессы ускорения ионов в электронном пучке: Дис. . доктора физ.- мат. наук:. Сухуми, 1969. - 330 с.

22. Баженов Г.П., Бугаев С.П.; Ерохин Г.П., Киселев В.Н., Лигачев Н.Е., Чесноков С.М., Янчук A.B. Источник ионов металлов на основе дугового разрядас холодным катодом // Сильноточная электроника: Тез. докл. V Всес. Симп. — Томск, 1984. Т. 2. - С. 93-95.

23. Гаврилов ШЗ., Оке R.M., Юшков Г.Ю., Мартене В.Я. и др. Источники ионов технологического назначения на, основе разрядов с холодными i катодами // в кн. Источники заряженных частиц с плазменным эмиттером/ под ред. U.M. Щанина. 1993. - С. 79-118.

24. Борисов Д;Н., Коваль Н.Н, Щанин П.М. ,Генерация объемной плазмы разрядом с накаленным катодом //Известия ВУЗов. Физика. 1994. - №3. -С. 115-120.

25. Диденко А.Н, Волков С.Н., Красик Я.Е., Рябчиков А.И. Исследование режимов генерации МИЛ с использованием предимпулса ускорителя // ЖТФ. Т. 54, В.4. - С. 319-819;

26. Арзубов Н.М., Ваулин В.А., Рябчиков А.И. A.C. 1395024 СССР. Опубл. в Б.И. 1990,-№36.

27. Ryabchikov AI., Dektjarev S.V., Stcpanov T.B. The metal vapor vacuum arc ion.sources Raduga// Rev. Sei; Instrum. 1994. - V. 65, №Ю. -P. 3126.

28. Brown LG. The Physics and Technology of Ion Sources.-N-Y.: Wiley, 1989.-331 p.

29. Brown I.G. Application of the MEVVA high current metal ion¡ source // Nucl. Instrum. And Meth. in Phys. Res. 1987. - V. B24/25. - P. 841-844.

30. Brown I.G., Galvin J.E., MacGill R.A. et al. Multiply charged metal ion beams // Nucl. Instrum: And Meth. in Phys. Res. 1989.- V.B43 ; - P. 455-458. *

31. Brown LG., Spadtke. P.S., Emig H. et al. Beam intensity fluctuation characteristics of the metal vapor vacuum arc ion source //Nucl. Instrum. And, Meth. in Phys. Res. 1990. -V. A295. - P. 12-20.

32. Оке Е.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Источник ионов металлов на основе вакуумной дуги с контрагированным разрядом // VIII Всесоюз. сими, по сильноточной электронике. — Свердловск, 1990. — Ч. 1. С. 49-51.

33. Bugaev S.P. Nikilaev A.G., Oks Е.М. et al. The 100 kV gas and metal ion source for high'current ion implantation // Rev. Sci. Instrum. 1992. - V. 63, №4. - P. 2422-2424.

34. Плютто А.А., Рыжков B.H., Капин A.T. Высокоскоростные потоки плазмы вакуумных дуг // ЖЭТФ. 1964. - Т. 47, №2. - С. 494-507.

35. Brown I.G. Charge state distribution studies of the metal vapor vacuum arc ion source // Rev. Sci. Instrum. 1990. - V. 61, №1, P.II. - P. 583-585.

36. Лунев B.M., Овчаренко В.Д., Хороших В.М. Исследование некоторых характеристик плазмы вакуумной электрической дуги // Физика низкотемпературной плазмы: Материалы IV Всесоюзной конференции. -Киев, 1975.-Ч. 2.-С 65.

37. Smeets R.P.P. Stability of low-current vacuum arc // J. Phys. D.: Appl. Phys. 1986. - V. 19.-P. 575-587.

38. Karpov D.A. Cathodic arc sources and macroparticle filtering // Surf. Coat. Technol. 1997. -V. 96. - P. 22-33.

39. Daalder J.F. Erosion and origin of charged and neutral species in vacuum arcs // J. Phys. D.: Appl. Phys. 1975. - V. 8. - P.1647-1659.

40. Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука. - 1987. - 529 с.

41. Zalycki L., Kutzner J. Ion currents in the vacuum arc // Proc. VH th Intern. Symp. On Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Novosibirsk, 1976. - P. 297-302.

42. Бугаев С.П., Бакшт Р.Б., Литвинов E.A., Стасьев В.П. Исследование формирования сильноточных искр методом скоростной интерферометрии // ТВТ. 1976. - Т. 21, №2. - С. 1145-1150.

43. Месяц Г.А. Эктоны в вакуумном разряде: пробой, искра, дуга. М.: Наука,-2000.- 424 с.

44. Удрис Я.Я. Разбрызгивание капель катодным пятном ртутной дуги. -В кн.: Исследование в обасти электрического разряда в газах. M.-JL: ГЭИ. -1958.-С. 107-128.

45. Клярфелд Б.Н., Неретина H.A. Дружинина H.H. Разрушение металлов катодным пятном дуги в вакууме // ЖТФ. 1969. - Т. 39. - С. 10611065.

46. Удрис Я.Я. О разрушении материалов катодным пятном дуги // Радиотехника и электроника. 1963. - т. 8, №6. -С. 1057-1065.

47. Раховский В.И., Ягудаев A.M. К вопросу о механизме разрушения электродов в импульсном разряде в вакууме // ЖТФ. 1969. - Е. 39. - С. 317320.

48. Карпенко Г.Д., Лойко В.А. Исследование структуры покрытий на основе нитрида титана // Весц I АН БССР. Сер. физ.-техн. наук. 1986. - №1. -С. 31-34.

49. Аксенов И.И., Падалка Г.П., Хороших В.М. Формирование потоков металлической плазмы. Обзор. М.: ЦНИИ Атоминформ. - 1984. — 83 с.

50. Дороднов A.M. Технологические плазменные ускорители // ЖТФ. -1978. Т. 48, №9. - С. 1858-1870.

51. Саблев Л.П., Долотов Ю.И., Ступак Р.И., Осипов В.А. Электродуговой испаритель металлов с магнитным удержанием катодного пятна // ПТЭ. 1976. - №4. - С. 247-249.

52. Диденко А.Н., Лигачев А.Е., Куракин И.Б. Воздей- ствие пучков заряженных частиц на поверхность металлов и сплавов. М.: Энергоатомиздат. - 1987. - 184 с.

53. С.Д. Гришин, A.M. Дороднов, С.А. Мубояджян и др. Методы плазменной технологии высоких энергий // Плазменные ускорители Минск: ИФ АН БССР. - 1976.-С.220-221.

54. Apparatus for coating a metal gas-pressure bottle or tank: Pat. 4869203 United States. № 317938/07; 26.09.89 12 p.t

55. Валуев В.П. Рыбников С.И., Кузнецов В.Г. Нанесение вакуумно-дуговых покрытий на крупногабаритные изделия и изделия сложной формы // Инструмент и технологии. — 2004. — № 17—18. — С. 33—39.

56. Аксенов И.И., Хороших В.М. Потоки частиц и массоперенос в вакуумной дуге. Обзор. -М.: ЦНИИ Атоминформ. 1984. — 57 с.

57. Storer J., Galvin J.E., Brown I.G. Transport of vacuum arc plasma through straight and curved magnetic ducts // J. Appl. Phys. 1989. - V. 66, №11.i-P. 5245-5250.

58. Морозов А.И. Фокусировка холодных квазинейтральных пучков в электромагнитных полях // ДАН СССР. 1965. - Т. 163, №6. - С. 1363-1367.

59. Y 63. Морозов А.И., Лебедев С.В. Плазмооптика / в кн.: Вопросф теорииплазмы. М.: Атомиздат, 1974. - В.8. - 247 с.

60. Аксенов И.И., Белоус В.А., Падалка В.Г., Хороших В.М. Транспортировка плазменных потоков в криволинейной плазмооптической системе // Физика плазмы. 1978. - Е. 4, №4. - С. 758-763.

61. Хижняк Н.С. Движение плазменного сгустка в магнитном поле тороидального соленоида // ЖТФ. 1965. - Т.35, №5. - С. 847-845.

62. Keidar М., Beilis I.I., Boxman R.L., Goldsmith S. Transport of ; macroparticles in magnetized plasma duct // IEEE Transactions on Plasma Science.- 1996. V. 24, №1.- P. 226-234.

63. Keidar M., Beilis I.I., Aharinov R., Arbilly D. et al. Macroparticle distribution in a quarter-torus plasma duct filtered vacuum arc deposition system // J. Phys. D.: Appl. Phys. 1997. - V. 30. - P. 2972-2978.

64. Осипов В.А., Падалка В.Г., Саблев Л.П., Ступак Р.И. Установка для нанесения покрытий осаждением ионов, извлекаемых из плазмы вакуумной дуги // ПТЭ. 1978. - №6. - с. 173-175.

65. Аксенов И.И., Белоус В.А., Падалка В.Г., Хороших, В.М. Патент Швейцарии №8201888-8,М. кл. HOSH 1/50, 24.03.82.

66. Рябчиков А.И. Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц: пат. 2108636 Рос. Федерация. № 96108298/09; заявл. 23.04.96; опубл. 10.04.98.

67. Рябчиков А.И., Степанов И.Б.Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц (его варианты): пат. 2097868 Рос. Федерация. № 96114637/07; заявл. 09.07.96; опубл. 21.11.97.

68. Рябчиков А.И., Степанов И.Б.Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц (его варианты): пат. 2107968 Рос. Федерация. № 96116291/09; заявл. 06.08.96; опубл. 27.03.98.

69. Степанов И.Б. Оптически непрозрачные системы жалюзийного типа для очистки плазмы вакуумно-дугового разряда от микрокапельной фракции // Известия вузов. Физика. 2007. - № 10/3. - С. 16-24.

70. Adler R., Picroux S. Repetitively pulsed metal beams for ion implantation // Nuclear Instruments and Methods. 1985. - V. 6, №1/2. - P. 123-128.

71. Brown I.G., Dickinson M.R., Galvin J.E., Godechot X., MacGill R.A. Versatile high current metal ion implantation facility // Surface and Coatings Technology. 1992. - Y.51. - P. 529-533.

72. Brown I.G., Feinberg W., Galvin J.E. Multiply stripped ion generation in the metal vapor vacuum arc // J. Appl. Phys. 1988. - V. 63, №10. - P. 48894899.

73. Brown, I.G. Metal vapor vacuum arc ion sources / I.G. Brown // Review of Scientific Instruments. 1992.- V. 63, №4. - P. 2351-2356.

74. Бугаев С.П., Оке E.M., Щанин П.М. Источник ионов металлов на основе вакуумной дуги с контрашрованным разрядом // ПТЭ. — 1990. — Т. 6. — С. 125-127.

75. Brown I.G., Oks Е.М. Vacuum arc ion sources a brief historical review // IEEE Trans on plasma science. - 1997. - V. 25. - № 6. - P. 1222-1228.

76. Brown I.G., Feinberg W., Galvin J.E. Multiply stripped ion generation in the metal vapor vacuum arc // Journal of Applied Physics. 1988. - V. 63, №10. -P. 4889-4899.

77. Brown I.G. High tech metal surface using ion implantation // Light metal age. 1986. - V.44, №10. - P. 5-9.

78. Sasaki H., Brown I.G. Ion spectra of the metal vapor vacuum arc ion source with compound and alloy cathodes // Review of Scientific Instruments. — 1990. -V. 61, №1. P. 586-588.

79. Рябчиков А.И:, Дектярев C.B., Степанов И.Б. Источники "Радуга" и методы импульсно-периодической ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов // Известия вузов. Физика. -1998. № 4. - С. 193-207.

80. Арзубов Н.М., Исаев Г.П., Рябчиков А.И. Вакуумно-дуговой частотно-импульсный источник ионов // VI Всесоюз. симп. по сильноточной электронике. Тез. докл. Томск, 1986. - С. 184-186.

81. Арзубов Н.М., Дектярев С.В., Рябчиков А.И. Источник «Радуга» для формирования управляенмых по составу многоэлементных потоков ионов // ПТЭ. 1991.- №1. - С.171-173.

82. Ryabchikov A.I., Nasyrov R.A. Sources and methods of repetitively pulsediion-plasma material treatment // Review of Scientific Instruments. 1992 — V.63, №1.-P. 2428-2430.

83. Brown, I.G. Vacuum arc ion charge-state distribution / I.G. Brown, X.

84. Godechot // IEEE Transactions on Plasma Science. 1991 - v. 19, №5. - p.713-717.

85. Anders, A. A periodic table of ion charge-state distributions observed in the transition region between vacuum sparks and vacuum arcs / A. Anders, S. Anders, B. Juttner, I.G. Brown // IEEE Transactions on Plasma Science. 1993v. 21, №3. p. 305-311.

86. Рябчиков А.И., Луконин Е.И., Карпов Д.А. Импульсно-периодические методы формирования ионно-плазменных потоков и .их технологическое применение // Тез. докл. IX Симпозиума по сильноточной электронике. -Екатеринбург, 1992. -Т. 3. С. 86-88.

87. Brown I.G., Dickinson M.R., Galvin J.E., MacGill R. A. Development of a dc, broad beam, MEW A ion sources // Rev. Sci. Instrum. 1992. - V. 63. - № 4. - P. 2417-2419.

88. Аксенов А.И., Бугаев С.П., Толопа A.M. Широкоапертурный источник ионов установки имплантации металлов // ПТЭ. 1988. - № 4. - С. 133-135.

89. Ryabchikov A., Stepanov I., Dektyarev S., Shulepov I., Lukonin E., Sivin D. Vacuum arc Ion and Plasma Source Raduga-5 // Proceedings of the 5th Korea-Russia International Symposium on Science and Technology. Tomsk, 2001. -V. 1. - P. 380383.

90. Stepanov I.B., Ryabchikov A.I., Kozlov E.V., Sharkeev Yu.P., Shulepov I.A., Kurzina I.A., Sivin D.O. High-current vacuum-arc ion and plasma source "Raduga-5" application to intermetallic phase formation // Rev. Sci. Instrum. 2006. - V. 77. - P.03C115.

91. Ryabchikov A.I., Dektjarev S.V., Stepanov I.B. The metal vapor vacuum arc ion sources Raduga // Rev. Sci. Instrum. 1994. - V. 65. - № 10. -P. 3126-3130.

92. Рябчиков А.И., Рябчиков И.А., Степанов И.Б. Способ измерения спектра ионов и времяпролетный спектрометр ионов: пат. 2266587 Рос. Федерации. №2004122707/28; заявл. 23.07.2004; опубл. 20.12.2000, Бюл. №35.

93. Рябчиков А.И., Рябчиков И.А., Степанов И.Б., Еремин С.Е. Времяпролетный способ измерения зарядового и массового состава ионов плазмы: пат. 2314594 Рос. Федерации. №2006128656/28; заявл. 07.08.2006; опубл. 10.01.2008, Бюл. №1.

94. Ryabchikov A.I., Ryabchikov I.A., Stepanov I.B., Usov Yu.P. Newtapproaches to Plasma Diagnostics // Surf and Coat Technol. 2007 - V. 201. - P. 6635-6637.r

95. Ryabchikov A.I., Ryabchikov I.A., Stepanov I.B., Usov Yu. P. High-frequency short-pulsed metal plasma-immersion ion implantation or deposition using filtered DC vacuum-arc plasma // Surf and Coat Technol. 2007. - V. 201. - P. 6523-6525.

96. Степанов И.Б. Разработка и исследование источника ускоренных ионов и плазмы на основе непрерывного вакуумно-дугового разряда и систем очистки плазмы от микрокапельной фракции: Дис. . канд. техн. наук. — Томск, 1998. -186 с.

97. Рябчиков А.И., Степанов И.Б., Шулепов И.А., Сивин Д.О. Комплексное исследование модифицированных поверхностных слоев и покрытий // Известия вузов. Физика. -2007. № 10/3. - С. 10-15.

98. Ryabchikov A.I., Stepanov I.B., Eremin S.E., Sivin D.O. Quasiribbon Vacuum Arc Ion Source "Raduga-6" // 9th International Conference on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Tomsk, 2008. - P. 11-14.

99. Рябчиков А.И., Степанов И.Б., Еремин С.Е., Сивин Д.О. Источник ионов Радуга 6 для формирования псевдоленточных пучков ионов металлов // Известия вузов. Физика. - 2009. .-№ 11/2. - С. 80-84.

100. Рябчиков А.И., Степанов И.Б., Сивин Д.О. Источник псевдолепточиых пучков ионов-металлов // Известия Томского политехнического университета: — 2010. — Т. 316, № 4 С. 94-96.

101. Кесаев ИТ. Катодные: процессы; электрической дуги. — М.: Наука, 1968.-244 с.

102. Рябчиков А.И, Рябчиков И. А., Степанов И.Б., Еремин С.Е. Сивин Д.О. Устройство для очистки плазмы дугового испарителя; от микрочастиц: пат; 2364003 Рос. Федерация. № 2008107365/28; заявл. 26.02.08; опубл. 10.08.09, Бюл. №22.

103. Mesyats G.A.//Ectons. Parts 1-3. - Ekaterinburg, UIF: Nauka. - 1993.

104. Conrad J. Sheath Thickness and Potential Profiles of IonMatrix Sheaths for Cylindrical and Spherical Electrodes // J. Appl. Phys. 1987. - V. 62. - P. 777-783.

105. Ryabchikov A.I., Ryabchikov I.A., Stepanov I.B., Sivin D.O., Eremin S.E. Plasma Immersion Ion Charge State and Mass Spectrometer // Известия вузов. Физика. 2006. - № 8. - С. 530-533.

106. Ryabchikov А .1., Koval N.N., Stepanov I.B., Lopatin I.V.,Sivin D.O., Eremin S.E. Investigation of Composition and Charge State of Vacuum Arc Single- and Multi-Component Plasma. // Известия ВУЗов. Физика. 2006. - №8, Приложение. - С.69-52.

107. Brown, I.G. Vacuum arc ion sources // Review of Scientific Instruments. 1994.-V. 65.-P. 3061-3081.

108. Anders, A. Ion charge state distributions of vacuum arc plasmas: The origin of species // Physical Review. 1997.- V. 55. - P. 969-981.

109. Anders, A. A periodic table of ion charge-state distributions observed in the transition region between vacuum sparks and vacuum arcs / A. Anders // IEEE Transactions on Plasma Science. 2001- V. 29, № 2. - P. 393-398

110. Oks, E.M. et al. Ion charge state distributions in high current vacuum arc plasmas in a magnetic field// IEEE Transactions on Plasma Science. 1996. -V. 24, №3.-P. 1174-1183.

111. Oles, E.M. Generation of multiply-charged metal ions in vacuum arc plasmas // IEEE Transactions on Plasma Science. 2002. - V. 30, №1.- P. 202-207.

112. Рябчиков И.А. Формирование ионных потоков из плазмы короткоимпульсными потенциалами смещения: дис. . канд. тех. наук. — Томск., 2006. 149 с.

113. Смирнов C.B. Разрушение керамических и полупроводниковых материалов при воздействии мощного ИК-излучения: дис. . док. тех. наук. -Томск., 2996. 265 с.

114. Арзубов Н.М., Ваулин В.А., Рябчиков А.И. A.C. 1412517 СССР. Опубл. вБ.И. 1990, -№33.

115. Bozhko I. A., Kurzina I. A., Kalashnikov M. P., Fortuna S. V., Stepanov I. B., Ryabchikov A. I., Sharkeev Yu. P., Kozlov E. V., Sivin D.O.

116. Formation of Nanoscale Intennetallic Phases in Ni Surface Layer at High Intensity Implantation of A1 Ions // Nanoparticles, Nanostructures and nanocomposites NNN200 St. Petersburg, 2004. - P. 186.

117. Сивин Д.О. Формирование интерметаллидных слоев методом высокоинтенсивной ионной имплантации // Физика и химия высокоэнергетических систем: Сборник материалов I Всероссийской конференции.молодых ученых. -Томск, 2005. С. 335-337.

118. Stepanov I.B., Shulepov LA., Sivin D.O., Eremin S.E. Methods and Equipment for Complex Investigation of Modified Surface Layers and Coatings // Известия вузов. Физика. 2006. - № 8, Приложение. - С. 497-500.л

119. Рябчиков А.И., Насыров Р.А. Получение высоких концентраций примеси при импульсно-периодической имплантации ионов // Поверхность. Физика, химия, механика. 1992. - Т.З. - С. 98-105.

120. Ryabchikov A.I. & Nasyrov R.A. Repetitively-pulsed, high-concentration implantation // Nuclear Instruments and Methods in Physics Research. 1991. - V. B61. - P. 48-51.

121. Гринберг Б.А., Иванов M.A. Интерметаллиды Ni3Al и TiAl: микроструктура, деформационное поведение. Екатеринбург: УРО РАН, 2002. - 358 с.

122. Козлов Э.В., Шаркеев Ю.П., Фортуна С.В., Курзина И.А., Мельник И.А., Прокопова Т.С. Фазовый анализ поверхностных слоев никеля, имплантированного алюминием // Поверхность. Рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2003. - № 7. - С. 29-33.

123. Massalsky Т. В. Binari Alloy Phase Diagrams // American Societyfor Metals, Ohio. 1986. - V. 1. - P . 140.