Разработка и исследование источника ускоренных ионов и плазмы на основе непрерывного вакуумно-дугового разряда и систем очистки плазмы от микрокапельной фракции тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.20, кандидат технических наук Степанов, Игорь Борисович

• Степанов, Игорь Борисович
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Степанов, Игорь Борисович

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. ФОРМИРОВАНИЕ ПЛАЗМЕННЫХ ПОТОКОВ И ПУЧКОВ УСКОРЕННЫХ ИОНОВ В ИСТОЧНИКАХ НА ОСНОВЕ ИСПАРЕНИЯ МЕТАЛЛА ВАКУУМНОЙ ДУГОЙ

1.1. Источники плазмы на основе вакуумно-дугового разряда и характеристики формируемых плазменных потоков

1.2. Параметры капельной фазы

1.3. Исследования по формированию очищенных от микрокапельной фракции плазменных потоков и пучков ускоренных ионов в источниках на основе испарения метала вакуумной дугой

1.3.1. Методы снижения доли микрокапельной фракции в структуре наносимых покрытий

1.3.2. Устройства очистки плазмы вакуумно-дугового разряда от микрокапельной фракции

1.4. Формирование пучков ускоренных ионов в источниках на

основе испарения металла вакуумной дугой

Выводы

ГЛАВА II. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ УСТРОЙСТВ ОЧИСТКИ ПЛАЗМЫ ВАКУУМНО-ДУГОВОГО РАЗРЯДА ОТ МИКРОКАПЕЛЬНОЙ ФРАКЦИИ

2.1. Экспериментальное оборудование и методика исследования

2.2. Исследование процессов формирования приэлектродного падения напряжения в плазмоводах жалюзного типа

2.3. Исследование закономерностей распространения плазмы в однощелевой системе жалюзного типа

2.4. Исследование процессов распространения вакуумно-дуговой плазмы

в многоэлектродных жалюзных системах

2.5. Исследование аксиально-симметричных плазменных фильтров

2.6. Исследование закономерностей очистки плазмы вакуумной

дуги при использовании механического сепаратора

Выводы

ГЛАВА III. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ИСТОЧНИКА

УСКОРЕННЫХ ИОНОВ И ПЛАЗМЕННЫХ ПОТОКОВ « РАДУГА 5» С НЕПРЕРЫВНЫМ ВАКУУМНО-ДУГОВЫМ РАЗРЯДОМ

3.1 Разработка плазменного фильтра для источника ускоренных ионов

и плазменных потоков

3.2 Система формирования ионного пучка и отсечки плазменных электронов

3.3 Источник пучков ускоренных ионов и плазменных потоков "Радуга 5"

3.4 Исследования по формированию пучков ускоренных ионов и плазменных потоков в источнике "Радуга 5"

Выводы

ГЛАВА IV. НЕКОТОРЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ИОННО-ЛУЧЕВОЙ И ИОННО-ПЛАЗМЕННОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ИСТОЧНИКА "РАДУГА 5"

4.1 Исследование особенностей формирования покрытий в режиме генерации источником "Радуга 5" потоков металлической плазмы

4.2 Осаждение покрытий с использованием потоков металлической

плазмы и импульсно-периодических ионных пучков

4.3. Реализация режимов импульсно-периодической ионной имплантации

Выводы

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

ПРИЛОЖЕНИЯ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка и исследование источника ускоренных ионов и плазмы на основе непрерывного вакуумно-дугового разряда и систем очистки плазмы от микрокапельной фракции»

ВВЕДЕНИЕ

Активно развиваемые в течение последних двух десятилетий исследования по взаимодействию заряженных частиц с поверхностью твердого тела, показали перспективность использования потоков ускоренных ионов в качестве уникального инструмента для модификации поверхностных свойств различных материалов. Воздействуя на поверхность металлов, полупроводников, органических материалов потоками плазмы и пучками ускоренных ионов можно направленно изменять на физико-химические, физико-механические, электрофизические и магнитные свойства поверхностных и приповерхностных слоев [1-17].

Один из наиболее перспективных способов генерации плазмы с целью последующего формирования направленных плазменных потоков и пучков ускоренных ионов, основан на использовании вакуумно-дугового разряда (ВДР). Интерес к разработке генераторов плазмы на основе ВДР определяется [18-23]:

- 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 энергиями ионов;

- энергетической эффективностью и простотой реализации данного метода формирования плазменных потоков;

К настоящему времени широкое распространение, в том числе и в промышленных масштабах, получил метод модификации поверхностных свойств материалов, основанный на ионно-плазменном осаждении покрытий. Разра-

ботанные для реализации этого режима генераторы плазмы на основе непрерывного ВДР отличаются высокой производительностью, большим ресурсом и надежностью работы [24-25]. В тоже время разработка и внедрение новых перспективных технологий на основе интенсивно исследуемых методов ион-но-лучевой и ионно-плазменной обработки поверхности материалов сдерживается отсутствием простых, надежных и высокоэффективных источников, с большим ресурсом непрерывной работы, способных генерировать интенсивные потоки плазмы и пучки ускоренных ионов высокой средней мощности. Источники, разработанные к настоящему времени, основаны, как правило, на импульсно-периодическом формировании ВДР, что снижает их производительность и приводит к удорожанию технологий обработки поверхности материалов с использованием источников на основе ВДР.

Серьезной проблемой для реализации методов ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки поверхности материалов при использовании сильноточных источников на основе ВДР является также наличие в потоке плазмы и ионном пучке значительной доли микрокапельной фракции [26-29]. Капельная фракция представляет собой компонент продуктов эрозии катода, находящейся в жидком или твердом состоянии. Доля капельной фракции в потоке уносимого с катода материала может составлять несколько десятков процентов. При этом размеры микрочастиц достигают более 100 мкм. Покрытия, сформированные при наличии в плазменном потоке микрокапельной фракции, характеризуются неоднородностью структуры, повышенной пористостью и шероховатостью поверхности. Присутствие капельной фракции в ионном пучке, значительно снижает эффективность реализации процессов ионной имплантации и формирования покрытий в режиме ионного, в том числе и динамического перемешивания. Имеющиеся методы и устройства очистки плазмы ВДР от микрокапельной фракции, с одной стороны, отличаются

сложностью конструкции, а в ряде случаев незначительным снижением в потоке плазмы доли капельной фракции, с другой стороны, значительно затрудняют использование этих устройств, для применения в источниках пучков ускоренных ионов.

Таким образом, тема диссертационной работы, связанная с разработкой и исследованием источника ускоренных ионов и плазмы, на основе ваку-умно-дуговых испарителей непрерывного действия и систем очистки плазмы от микрокапельной фракции для реализации широкого круга методов ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки поверхности материалов представляется актуальной.

Целью представленной работы являются:

1. Разработка и исследование простых и эффективных устройств для очистки плазмы ВДР от микрокапельной фракции.

2. Разработка и исследование источника на основе непрерывного ВДР для генерации очищенных от микрокапельной фракции интенсивных потоков металлической плазмы с импульсно-периодическим или непрерывным режимом формирования пучков ускоренных ионов.

Научная новизна представленной работы состоит в том, что:

1. Предложены и исследованы новые устройства очистки плазмы ВДР от микрокапельной фракции.

2. Показано, что эффективность транспортировки плазменного потока в электродах жалюзного типа определяется геометрическими параметрами электродов, их расположением относительно направления распространения плазменного потока, потенциалом электродов, а также топографией и величиной создаваемого в области электродов магнитного поля.

3. На примере покрытий из ТШ, И, Си и А1 экспериментально установлено, что применение разработанных плазменных фильтров значительно улуч-

шает морфологию и трибологические свойства пленок, формируемых при ионно-плазменном осаждении покрытий, за счет снижения на 2-3 порядка доли микрокапельной фракции в потоке вакуумно-дуговой плазмы.

4. На основе непрерывного ВДР с катодами больших линейных размеров показана возможность формирования в одном источнике очищенных от микрокапельной фракции непрерывных потоков металлической плазмы и им-пульсно-периодических или непрерывных пучков ускоренных ионов

5. Исследованы режимы формирования пучков ионов и плазменных потоков, а также режимы ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки поверхности материалов при использовании одного источника с непрерывной генерацией потоков металлической плазмы и импульсно-периодическим формированием пучков ускоренных ионов.

Практическая значимость представленной работы определяется следующими результатами.

1. Разработаны конструкции плазменных фильтров для промышленной установки ионно-плазменного нанесения покрытий ННВ 6.6-И1.

2. Разработан источник на основе ВДР с непрерывной генерацией очищенных от микрокапельной фракции потоков металлической плазмы и импульсно-периодическим или непрерывным формированием пучков ускоренных ионов "Радуга 5", позволяющий реализовать ионно-плазменное осаждение покрытий, в том числе, и в режиме динамического ионного перемешивания, а также ионно-лучевую обработку материалов, включая метод высококонцентрационной ионной имплантации.

Диссертационная работа состоит из четырёх глав, введения, заключения и приложения.

В первой главе, на основании литературных данных, выполнен обзор работ и проанализировано современное состояние дел в области разработки

вакуумно-дуговых генераторов плазмы и создания на их основе источников пучков ускоренных ионов. Рассмотрены характеристики, распространяющейся в потоке вакуумно-дуговой плазмы микрокапельной фракции. Большое внимание уделено обзору работ по исследованию методов и разработке устройств очистки плазмы ВДР от микрокапельной фракции.

Во второй главе рассмотрены использованные в работе методы и диагностическое оборудование для исследования параметров распространяющихся потоков вакуумно-дуговой плазмы. Приведены результаты экспериментальных исследований по формированию положительного приэлектродного падения потенциала в источнике с импульсной генерацией плазмы и в электродах жалюзного типа при транспортировке в них плазмы, сформированной на основе непрерывного ВДР. Экспериментально исследованы и проанализированы основные закономерности распространения потоков металлической плазмы, сформированной на основе ВДР, в нескольких разработанных вариантах плазмоводов жалюзного типа, включая системы механической сепарации плазменного потока. На основе полученных экспериментальных данных, обсуждаются вопросы, связанные с повышением эффективности устройств очистки плазмы ВДР от микрокапельной фракции.

Третья глава посвящена разработке и исследованию источника "Радуга 5" для генерации потоков металлической плазмы и импульсно-периодического или непрерывного формирования пучков ускоренных ионов на основе непрерывного ВДР. Приведены результаты экспериментальных исследований основных закономерностей распространения сформированных плазменных потоков в источнике с аксиально-симметричным плазменным фильтром. На основе экспериментальных данных и численного моделирования рассмотрены основные принципы формирования пучка ускоренных ионов при наличии в диодной системе источника плазменного фильтра.

В четвертой главе рассмотрены варианты и условия реализации основных режимов ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки поверхности материалов с использованием источника "Радуга 5". Представлены результаты экспериментальных исследований некоторых закономерностей формирования покрытий полученных в различных режимах ионной и плазменной обработки. Проанализированы морфология и трибологические свойства ряда покрытий, сформированных в режиме "безкапельного" осаждения плазмы.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Многоэлектродный, прямоточный плазменный фильтр жалюзной конструкции с формированием вблизи электродов магнитного поля за счет пропускания по ним тока и подаче на электроды положительного потенциала обеспечивает уменьшение в 10 -г-10 раз доли микрокапельной фракции в потоке вакуумно-дуговой плазмы с широким поперечным сечением, при 30% 4- 40% эффективности прохождения заряженного компонента плазмы. При использовании одно-щелевого жалюзного плазмовода в условиях, обеспечивающих оптическую непрозрачность системы, эффективность транспортировки плазменного потока достигает 70%.

2. Эффективность прохождения заряженного компонента плазмы непрерывного ВДР в плазмоводах жалюзного типа определяется геометрическими параметрами электродов, их расположением относительно направления распространения плазменного потока, величиной формируемого вблизи электродов положительного потенциала, а также топографией и величиной создаваемого в области плазменного фильтра магнитного поля.

3. За счет ориентации жалюзных электродов плазменного фильтра под различными углами относительно направления распространения плазменного потока можно изменять распределение плотности ионного тока по его сечению.

4. Применение непрерывного ВДР с катодами больших линейных размеров, позволяет эффективно совмещать в одном источнике процессы генерации широких потоков металлической плазмы и пучков ускоренных ионов, значительно повышая при этом непрерывный ресурс работы и производительность источника.

5. Источник на основе непрерывного ВДР с применением плазменного фильтра обеспечивает генерацию очищенных от микрокапельной фракции потоков металлической плазмы с поперечным сечением на выходе источ-

А Л

ника до 250 см и плотностью ионного тока насыщения до 10 мА/см при токе дугового разряда 90 А и формирование пучков ускоренных ионов при ускоряющем напряжении иуСк= 50 кВ в импульсно-периодическом режиме с током до 1 А, а в непрерывном режиме при ускоряющем напряжении до иуск= Ю кВ, ионных пучков с током 0,45 А.

6. Соотношение доли плазменных и ускоренных ионов на поверхности обрабатываемого изделия при использовании источника с непрерывной генерацией плазмы и импульсно-периодическим формированием пучков ускоренных ионов может варьироваться за счет выбора частоты следования импульсов ускоряющего напряжения и изменения расстояния от источника до обрабатываемой поверхности. С помощью источника "Радуга 5" реализуются методы ионной имплантации, включая ионную имплантацию с компенсацией ионного распыления, осаждением плазмы из того же источника, а также методы ионно-плазменного осаждения покрытий, в том числе и в режиме ионного динамического перемешивания.

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Конференциях "Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц" (Томск, 1994, 1996), 9 Международной Конференции по модификации поверхности пучками ионов металлов (Испания, Сан-

Себастьян, 1995), Международных конференциях по модификации материалов ионными пучками (Австралия, Канбера, 1995, 1996), Международном рабочем совещании по ионно-пучковым технологиям (Томск, 1996), Научно-практической Конференции молодежи и студентов "Современные техника и технологии" (Томск, 1996), III Международном совещании "РВ1Г96" (Германия, Россендорф, 1996), 18 Симпозиуме по физике плазмы и технологиям (Чешская Республика, Прага, 1997), 7 Международной Конференции по ионным источникам (Италия, Таормина, 1997), П-й международной конференции "Взаимодействие излучений с твердым телом" (Беларусь, Минск, 1997), Всероссийской научно-практической Конференции "Перспективные материалы, технологии, конструкции" (Красноярск, 1998), 5 Международной Конференции "Пленки и покрытия 98" (С-Петербург, 1998).

Материалы диссертационной работы изложены в 18 научных сообщениях, докладах и тезисах, опубликованных в Российской и зарубежной печати и 2-х патентах на изобретение.

Работа выполнена по плану научно-исследовательских работ в Научно-исследовательском институте ядерной физики при Томском политехническом университете в рамках программ Министерства образования РФ "Плазменно-лучевые технологии и радиационные комплексы", " Трансфертные технологии, комплексы и оборудование", грантов Министерства образования РФ № 97-12-9.2-19, № 97-40-12. 0-7.

Заключение диссертации по теме «Физика пучков заряженных частиц и ускорительная техника», Степанов, Игорь Борисович

Основные результаты работы заключаются в следующем.

1. Предложены и исследованы устройства для очистки плазмы ВДР от микрокапельной фракции линейной и аксиально-симметричной конструкции.

2. Показано, что эффективность транспортировки плазменного потока через ПФ жалюзного типа зависит от угла поворота электродов относительно направления распространения плазменного потока, величины подаваемого на электроды положительного смещения, а также величины, направления и конфигурации магнитного поля в приэлектродной области.

3. Экспериментально показана возможность управления распределением плотности ионного тока насыщения в плазме по сечению плазменного потока за счет изменения конфигурации электродов в условиях пропускания по ним тока и подачи положительного смещения.

4. Разработан источник на основе непрерывного ВДР, обеспечивающий формирование непрерывного плазменного потока, импульсно-периодических или непрерывных пучков ускоренных ионов. Показано, что источник ионов и плазмы может быть использован для обработки поверхностей различных материалов в режиме обычного плазменного осаждения покрытий, плазменного осаждения покрытий, совмещенного с ионным перемешиванием, ионной имплантации, в том числе и в условиях компенсации распыления поверхностного слоя мишени осаждением плазмы.

5. Экспериментально показано, что применение прямоточного плазменного фильтра уменьшает содержание в плазме ВДР микрокапельной фракции с катодами из Тл, А1 и Си до 10 раз, обеспечивая эффективное прохождение плазмы.

6. Экспериментально показана возможность создания высокоэффективного фильтра для очистки плазмы вакуумной дуги, на основе механически перемещающейся системы жалюзей.

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю доктору физико-математических наук А.И.Рябчикову за многочисленные обсуждения и совместную работу.

Автор благодарит П.Я.Исакова, А.В.Петрова, С.В.Дектярева, Е.И.Луконина, И.А.Шулепова, О.В.Сергеева за полезные обсуждения и помощь в работе.

Автор выражает признательность за финансовую поддержку исследований Пермский фонд «Трансферт».

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Степанов, Игорь Борисович, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

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

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

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

4. Комаров Ф.Ф. Ионная имплантация в металлы,- М. .Металлургия, 1990,- 216с.

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

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

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

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

9. Польский В.И., Калин Б.А., Карцев П.И. и др. Повреждение поверхности конструкционных материалов при воздействии плазменных сгустков. // Атомная энергия. - 1984. - Т. 56, В. 2,- с. 83-88.

10. Калин Б.А., Польский В.И., Якушин В.Л. Влияние предварительной обработки импульсно-плазменными потоками распыление при ионном облучении//Тез. докл. I Всес. конф. "Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц", Томск, 1988, -Ч. 1. - с. 100-102.

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

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

13. Модифицирование и легирование поверхности лазерными, ионными и

электронными пучками. / Под ред. Поута Дж. М. и др. - М.: Машиностроение, 1987. - 424 с.

14. Финкельнбург В., Меккер Г. Электрические дуги и термическая плазма. - М.: Иностранная литература, 1961.- 370 с.

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

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

17. Davis W.D., Miller Н.С. Analysis of the electrode products emitted by dc arcs in a vacuum ambient // J. Appl. Phys., 1969. - V. 40, No 5. - P. 2212-2217.

18. Любимов Г.А., Раховский В.И. Катодное пятно вакуумной дуги.// УФН. -1978.- т. 125, В. 4,- с. 665-706.

19. Дороднов A.M., Петросов В.А. О физических принципах и типах вакуумных технологических плазменных устройств. // ЖТФ.- 1987.- т. 51. - с. 504-524.

20. Лунев В.М., Падалко В.Г., Хороших В.М. Исследование некоторых характеристик плазмы вакуумной металлической дуги // ЖТФ.- 1977,- т. 7. -с. 1486-1495.

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

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

23. Плютто А.А. Ускорение положительных ионов в расширяющейся плазме вакуумных искр. // ЖЭТФ. - 1960. - Т.39. - В 6. - с. 1589-1592.

24. Вакуумные сильноточные плазменные устройства и их применение в технологическом оборудовании микроэлектроники / И.Г. Блинов, A.M. Дороднов, В.Е. Минайцев. Обзор по электронной технике. Сер. Микроэлектроника. - М.: ЦНИИ Электроника. - 1974. - В. 7,8.

25. Абрамов И.С., Быстров Ю.А., Вильдгрубе В.Г. Плазменные ускорители и их применение в технологии // Обзоры по электронной технике. Сер. Электровакуумные и газоразрядные приборы. М.: ЦНИИ Электроника. -

1986. - В. 3.

26. Удрис Я.Я. Разбрызгивание капель катодным пятном ртутной дуги. - В кн.: Исследование в области электрического разряда в газах. M.-JL: ГЭИ. - 1958, с. 107-128.

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

28. Раховский В.И., Ягудаев A.M. К вопросу о механизме разрушения электродов в импульсном разряде в вакууме. // ЖТФ.- 1969.- т. 39. - с. 317-320.

29. Клярфелд Б.Н., Неретина H.A., Дружинина H.H. Разрушение металлов катодным пятном дуги в вакууме. // ЖТФ.- 1969,- т. 39. - с. 1061-1065.

30. 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 разряда с холодным катодом// Тез. докл. V Всес. Симп. по сильноточной электронике, Томск. - 1984. - т.2. - с. 93-95.

31. Гаврилов Н.В., Оке Е.М., Юшков Г.Ю., Мартене В.Я., Семенов А.П., Шубин О.В. Источники ионов технологического назначения на основе разрядов с холодными катодами//в кн. Источники заряженных частиц с плазменным эмиттером/ под ред П.М.Щанина, 1993. - с.79-118.

32. Борисов Д.П., Коваль H.H., Щанин П.М. Генерация объемной плазмы дуговым разрядом с накаленным катодом// Изв. вузов. Физика. - 1994. - № 3. -

с. 115-120.

33. Диденко А.Н., Волков С.Н., Красик Я.Е., Рябчиков А.И. Исследование режимов генерации МИП с использованием предимпульса ускорителя//ЖТФ. -1984. - т.54. - В. 4. С. 816-819.

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

35. Волосов В.И., Стешов А.Г., Чуркин И.Н. Источник атомарных потоков// Препринт ИЯФ 96-66, 1996.

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

37. Рябчиков А.И., Дектярев С.В., Степанов И.Б. Источники "Радуга" и методы импульсно-периодической ионно-лучевой и ионно-плазменной обработки материалов.// Известия ВУЗов. Физика. - 1998 - № 4. - с. 193-207.

38. Brown I.G. In: The Physics and Technology of Ion Sources, edited by I.G.Brown Wiley, New York, 1989. - P. 331.

39. Brown I.G. Applications of the MEWA high current metal ion source // Nucl. Instrum. andMeth. inPhys. Res.- 1987. - v. B24/25. - p. 841-844.

40. 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.

41. Brown I.G., Spadtke P.S., Emig H. et. al. Beam intensity fluctuation characteristics of the metal vapor vacuum arc ion source // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res.-1990.-v. А295,- p. 12-20.

42. Оке E.M., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Источник ионов металлов на основе вакуумной дуги с контрагированным разрядом /VIII Всесоюз. симп. по сильноточной электронике. Свердловск. - 1990. -Ч. 1. - с.49-51.

43. Bugaev S.P., Nikolaev 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, No 4. - p. 2422-2424.

44. Плютто A.A., Рыжков B.H., Капин A.T. Высокоскоростные потоки плазмы вакуумных дуг.// ЖЭТФ. - 1964. - т. 47. - №2. - с. 494-507.

45. Лунев В.М., Падалка В.Г., Хороших В.М. Применение однопольного масс-спектрометра для исследования ионного компонента плазменного потока, генерируемого вакуумной дугой.// ПТЭ. - 1976. - № 5. - с. 189-190.

46. 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.

47. Лунев B.M., Овчаренко В.Д., Хороших В.М. Исследование некоторых характеристик плазмы вакуумной электрической дуги. // Мат. IV Всес. Конф. по физике низкотемпературной плазмы, Киев. - 1975. - ч. II. - 65.

48. Smeets R.P.P. Stabelyty of low-current vacuum arc // J.Phys. D.: Appl Phys. -1986. - v. 19. - p.575-587.

49. Любимов Г.А., Раховский В.И. Катодное пятно вакуумной дуги.// УФН, 1978. - т. 125, В.4. - с.665-706.

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

51. J.F.Daalder. Erosion and the origin of charged and neutral species in vacuum arcs// J.Phys. D.: Appl.Phys. - 1975. - v. 8 - p. 1647 - 1659.

52. Zalycki L., Kutzner J. Ion currents in the vacuum arc.// Proc. Vllth Intern. Symp. On Dis charges and Electrical Insulation in Vacuum, Novosibirsk, USSR.- 1976, p. 297 - 302.

53. Бугаев С.П., БакштР.Б., Литвинов E.A., Стасьев В.П. Исследование формирования сильноточных искр методом скоростной интерферометрии// ТВТ. - 1976. - т. 14,- № 6. - с. 1145 - 1150.

54. Аксенов И.И., Брень В.Г., Осипов В.А. и др., Исследование плазмы стационарного вакуумного дугового разряда. I. Формирование потоков плазмы// ТВТ. - 1983. - т. 21. - № 2. - с. 219-223.

55. Рябчиков А.И., Насыров Р.А. Получение высоких концентраций примеси при импульсно-периодической имплантации// Поверхность. Физика, химия, механика. 1992. - т.З. - с.98-105.

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

57. Дороднов A.M.// ЖТФ. -1978. - т. 48. - № 9. - с. 1858 - 1870.

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

59. Аксенов И.И., Хороших В.М. Потоки частиц и массоперенос в вакуумной дуге. Обзор. - М.: ЦНИИ "Атоминформ". - 1984. -51 с.

60. Раховский В.И. Физические основы коммутации электрического тока в вакууме. М.: Наука, 1970. - 536 с.

61. Utsumi Т., English J.H. Study of electrode products emitted by vacuum arcs in form of molten metal particles.// J. Appl. Phys.- 1975,- v.46. - №1.- p. 126-131.

62. Карпенко Г.Д., Лойко В.А. Исследование структуры покрытий на основе

нитрида титана.// ВесцГ АН БССР. Сер.физ.- техн. Наук. - 1986,- №1,- с.31-34.

63. Turna D.T., Chen C.I., Davies D.K. Erosion products from the cathode spot region of a copper vacuum arc.// J. Phys. D:Appl. Phys - 1977/- v. 10.- №3,- p. 3821-3831.

64. Kourtev J., Pascova R. and Weißmantel E., A modified method for arc deposition of Ti-N thin films// Vacuum - 1997. - v. 48. - Nol. - p. 7-12.

65. Волин Э.М. Ионно-плазменные методы получения износостойких покрытий.// Технолог, легк. сплавов. - 1984.- №10. - с. 55-74.

66. Косогор С.П. Процессы эрозии порошковых и компактных катодов низковольтной сильноточной дугой в вакууме и в газовых средах, многослойные покрытия и их свойства// Тез. докл. IV Веер. конф. по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц, Томск. - 1996. - с. 404-406.

67. Исследование структуры и фазового состава поверхностных слоев с целью разработки комбинированного процесса упрочняющих покрытий./Отчет о научно-исследовательской работе, БГУ, Минск. - 1986.- с.61.

68. 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. - No 11. - p. 5245-5250.

69. Косогор С.П. Порошковые катоды, тонкие пленки и покрытия// Тез. докл. Научно-технической конференции по программе "Технология, машины и производства будущего".- Пермь. - 1993. - ч. II. - с. 15-18.

70. Косогор С.П. Процессы эрозии порошковых и компактных катодов низковольтной сильноточной дугой в вакууме и в газовых средах, многослойные покрытия и их свойства// Тез. докл. IV Веер. конф. по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц. - Томск. - 1996. - с. 404-406.

71. Абрамов И.С., Андреев В.А., Барченко В.Т., Лисенков A.A. Исследование возможности применения дуоплазмотрона с вакуумно-дуговым разрядом для создания пленок из порошковых материалов с низкой проводимостью// Изв. вузов. Физика.- 1994. - №3. - с.121-131.

72. Karpov D.A. Cathodic arc sources and macroparticle filtering.// Surf. Coat. Technol. - 1997. - No 96. - p. 23-33.

73. Морозов А.И. фокусировка холодных квазинейтральных пучков в электромагнитных полях.// ДАН СССР. - 1965. - т. 163. - вып. 6.

с. 1363 -1367.

74. Морозов А.И., Лебедев С.В. Плазмооптика/ В кн.: Вопросы теории плазмы, М.: Атомиздат. - 1974,- вып. 8.- с. 247.

75. Жуков В.В., Морозов А.И., Щепкин Г.А.. Экспериментальное исследование плазменной фокусировки ионных пучков/ В кн.: Физика и применение плазменных ускорителей, Мн.: Наука и техника. - 1974.- с. 366 - 388.

76. Есипчук Ю.В. Исследование плазменных систем с замкнутым дрейфом электронов и распределенным электрическим полем./ В. кн.: Плазменные ускорители, М.: Машиностроение. - 1973,- с. 75 - 84.

77. Аксенов И.И., Белоус В.А., Падалка В.Г., Хороших В.М. Транспортировка плазменных потоков в криволинейной плазмооптической системе// Физика плазмы. - 1978.- т.4,- вып. 4.- с. 758 - 763.

78. Войценя B.C. Горбанюк А.Г., Оншценко И.Н., Сафронов Б.Г. Движение плотных плазменных сгустков в магнитном поле тороидального соленоида.// ЖТФ. - 1964. - т. 34. - вып. 2. - с. 260-284.

79. Хижняк Н.С. Движение плазменного сгустка в магнитном поле тороидального соленоида.// ЖТФ. - 1965. - т. 35. - вып.5. - с. 847 - 855.

80. Keidar М, Beilis I.I., Boxman R.L. and Goldsmith S. Transport of Macroparticles in Magnetized Plasma Ducts./ЛЕЕЕ Trans. Plasma Sci. - 1996. - v.24. -Nol. -p.226-234.

81. Keidar M., Beilis I.I., Aharonov R., Arbilly D, Boxman R.L. and Goldsmith S. Macroparticle distribution in a quarter-torus plasma duct of a filtered vacuum arc deposition system.// J.Phys. D: Appl. Phys. - 1997. - No 30. - p. 2972-2978.

82. 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.

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

84. Абрамов И.С., Быстров Ю.А., Верещагин Д.А., Лисенков А.А., Шаронов В.Н. Вакуумно-дуговое устройство./ Патент России № 20398496.- 1995.

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

86. А.с. 1412517 СССР. Способ ионной имплантации. Н.А.Арзубов, В.А.Ваулин, А.И.Рябчиков и др. Принято 23.06.86. БИ 1990, № 33.

87. Pogrebnjak A.D., Tolopa A.M. A Review of high-dose implantation and production of ion-mixed structures //Nucl. Instrum. and Meth. - 1990. - v. B52. -p.25-43.

88. Бугаев С.П., Толопа A.M. Работы по получению широкоапертурных потоков ионов и плазмы металлов // Тез. докл. VIII Всесоюз. симп. по сильноточной электронике. - Томск. - 1988. - т.1. - с. 84-88.

89. Brown I.G. Metal vapor vacuum arc ion sources// Rev. Sci. Instrum. - 1992. -v. 63.-№4-p. 2351 -2356.

90. Brown I.G., Dickinson M.R., Galvin J.E. et. al. Versatile high current metal ion implantation facility.// Surface and Coatings Technology.-1992.-v.52.-p.529- 533.

91. Brown I.G., Feinberg W., Galvin J.E. Multiply stripped ion generation in the metal vapor vacuum arc // J. Appl. Phys. - 1988. - v. 63. - No 10. - p. 4889-4899.

92. Аксенов И.И., Баранов Н.Г., Белоус B.A., Вишневский А.И. и др. Вакуумные разрядники для коммутации больших импульсных токов./ В кн.: Электрофизическая аппаратура и электрическая изоляция. М.: Энергия, 1970.-с. 150- 160.

93. Рябчиков А.И. Импульсно-периодические многофункциональные источники ионов на основе вакуумной дуги и нетрадиционные методы ионно-лучевой, ионно-плазменной обработки материалов.: Дисс... док. физ.-мат. Наук. -Томск, 1994. - 257 с.

94. Бугаев С.П., Оке Е.М., Щанин П.М. и др. Источник ионов металлов на

основе вакуумной дуги с контрагированным разрядом. // ПТЭ. - 1990. - т. 6. -с. 125-127.

95. Габович М.А. Физика и техника плазменных источников ионов. М.: атомиздат, 1972. - 304 с.

96. Brown I.G., Godechot X. Vacuum arc ion charge-state distribution // IEEE Trans. Plasma Sei. - 1991. - v. 19. - № 5. - p. 713-717.

97. Anders A., Anders S., Juttner В., Brown I.G. Time dependence of vacuum arc pa rameters //IEEE Trans. Plasma Sei. - 1993. - v. 21. - № 3. - p. 305-311.

98. Габович М.Д., Плешивцев H.B., Семашко H.H. Пучки ионов и атомов для управляемого термоядерного синтеза и технологических целей. М.: Энерго атомиздат, 1986. - 248 с.

99. Давыденко В.И., Морозов И.И. Стабилизация тепловой неустойчивости электродов многощелевой ионно-оптической системы продольным натяжением. Препринт 91-76, ИЯФ СО АН СССР, Новосибирск, 1991. - с. 10.

100. Yutaka Inouchi, Takatoshi Yamashita and al. Extraction characteristics of a high current metal ion source.// Rev. Sei.. Instrum. - 1992. - v. 63 (4). - p. 2478-2480.

101. Арифов В.А. Взаимодействие атомных частиц с поверхностью твердого тела. М.: Наука, 1968. - 370 с.

102. Николаев А.Г. Источники широкоапертурных ионных пучков на основе вакуумного дугового разряда в сильном магнитном поле: Дисс... канд. тех. наук, Томск, ИСЭ СО РАН, 1998. - 124 с.

103. Brown I.G., Dickinson M.R., Galvin J.E.et. al. Development of a dc, broad beam, MEVVA ion sources.// Rev. Sei. Instrum. - 1992. - v. 63. - No 4. - p. 2417-2419.

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

105. Аксенов Б.В., Котельников В.А. Зондовый метод диагностики плазмы. М.: Энергоатомиздат, 1988. - 240 с.

106. Диагностика плазмы. / Под ред. Р. Хадцлстона и Е. Леонарда. М.: Мир, 1967. -250 с.

107. Пистунович В.И. Физика плазмы и проблема управляемых термоядерных

реакций, т. IV. Изд. АН СССР, 1958. - с. 134.

108. Козлов О.В. Электрический зонд в плазме. М.: Атомиздат, 1969. - 291 с.

109. Девятов A.M., Мальков М.А. Диагностика плазмы в магнитном поле. Плоский зонд// Изв. вузов. Сер. физ. - 1984. - № 3. - с. 29 - 39.

110. Кузнецов В.И., Эндер А.Я. Численно-аналитический метод решения нестационарных задач в бесстолкновительной плазме // ЖТФ. - 1979. - т.4,-№ Ю. - с. 2176-2179.

111. Зайдель А.Н. погрешности измерений физических величин. Л. "Наука", 1985,- 112 с.

112. Садовская Г.А. Обработка результатов измерений. Изд -во Рязанского радиотехнического института, 1986. - 36 с.

113. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. - Л.: Энергия. 1978. - 262 с.

114. Эффективное использование дуги низкого давления в сетчатом плазменном эмиттере электронов. Н.Н.Коваль, Ю.Е.Крейндель, Г.А.Месяц и др. // Письма в ЖТФ. - 1983. - т. 9, в. 9. - с. 568-572.

115. Плазменные процессы в технологических электронных пушках /М.А.Завьялов, Ю.Е.Крейндель, А.А.Новиков и др.- М.: Энергоатомиздат, 1989. - 256 с.

116. Ryabchikov A.I., Dektjarev S.V., SteranovI.B. Specific of emission properties of broad beam MEWA ion sources // Proceedings of the Beijing workshop on MEWA ion source and applications, Beijing China. - 1993. - p. 59-71.

117. Ryabchikov A.I., Dektjarev S.V., StepanovI.B. Features of emission properties of broad beam MEWA ion sources // International conference on ion sources. Abstracts. Beijing, China, 1993. - p. 44.

118. Рябчиков А.И., Степанов И.Б., Исаков П.Я. Управление параметрами сильноточных пучков в импульсных многоэлементных технологических ускорителях с вакуумно-дуговым источником плазмы. // Тезисы докладов III Конференции "Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц". -Том 1. -Томск: ИСЭ СО РАН.- 1994. - с.22-24.

119. Рябчиков А.И., Дектярев С.В., Степанов И.Б. Особенности эмиссионных

свойств импульсных широкопучковых источников ионов и плазмы на основе испарения металла вакуумной дугой.// Известия ВУЗов. Физика. -1994-№2. -с. 82-92.

120. Ryabchikov A.I., ArzubovN.M., VasilyevN.A., Dektyarev S.V.//Nucl. Instrum. Methods. - 1991. - № 59/60. - p. 124.

121. Оке E.M. Плазменные источники интенсивных электронных и ионных пучков на основе разрядов низкого давления с ненакаливаемым катодом в магнитном поле.: Дисс... док. технических наук, Томск, СО РАН ИСЭ, 1994.272 с.

122. Морозов А.И., Соловьев Л.С. Стационарные течения плазмы в магнитном поле./ В кн. Вопросы теории плазмы, вып. 8. М.: Атомиздат, 1974. - с.384.

123. Рябчиков А.И. Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц./ Патент России RU 2108636 С1.- 1998.

124. Степанов И.Б. Устройство для очистки плазменного потока вакуумно-дугового испарителя от микрочастиц.// Труды научно- практической конференции молодежи и студентов "Современные техника и технологии", Томск. - 1996.- с.52-53.

125. Shi X., Tay В.К., Flynn D.I., Sun Q. Ye. Characterization of filtered cathodic vacuum arc system.// Surf. And Technology.- 1997. - № 94-95. - p. 195-200.

126. Рябчиков А.И., Степанов И.Б.. Исследования по формированию очищенных от микрокапельной фракции потоков металлической плазмы в

электродуговых испарителях// Тезисы П-й международной конференции "Взаимодействие излучений с твердым телом", Беларусь, Минск-1997,- с. 184.

127. Ryabchikov A.I., StepanovI.B. Investigations of forming metal-plasma flows filtered from micropaticle fraction in vacuum-arc evaporators// Rev. Sei. Instrum.-1998.-v. 69.-p. 893.

128. Рябчиков А.И., Степанов И.Б. Устройство для очистки плазмы дугового испарителя от микрочастиц (его варианты)./ Патент России RU 2097868 С1,-1998.

129. Рябчиков А.И., Степанов И.Б. Устройство для очистки плазмы дугового

испарителя от микрочастиц (его варианты)./ Патент России RU 2107968 Cl, 1998.

130. Симонов В.В., Корнилов JI.A., Шашелев A.B., Шокин Е.В. Оборудование ионной имплантации. М.: Радио и связь, 1988. -185с.

131. А.И. Рябчиков, C.B. Дектярев Технологический источник "Радуга-5" для ион ной имплантации, плазменного осаждения покрытий и комбинированной ионно-плазменной обработки материалов.// Тез. докл. IV Всероссийская конференция по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц, Томск. - 1996, - с. 93-95.

132. Ryabchikov A.I., Stepanov I.B., Dektjarev S.V., and Sergeev O.V.. Vacuum arc ion and plasma source Raduga 5 for materials treatment// Rev. Sei. Instrum. -1998.-v. 69.-p. 810.

133. Дектярев C.B. система контроля дозы ионного облучения при многоэлементной импульсно-периодической имплантации.// Тез. докл. II Всес. конф. "Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц", Свердловск. - 1991. - с. 78-79.

134. Пакет программ ЭРА для автоматизации электрооптических расчетов/ Н.М.Горбенко, В.П.Ильин, Г.С.Попова, В.М.Свешников//Численные методы решения задач электронной оптики. - Новосибирск: изд. ВЦ СО АН СССР, 1979. - с.34-60.

135. Вазов В, Форсайт Дж. Разностные методы решения дифференциальных уравнений в частных производных - М.:Иностранная литература, 1963,- 488 с.

136. Будилов В.В., Будилова A.B., Минаев О.Б., Моделирование ионно-плазменного осаждения покрытий/ЛГез.докл. IV Всерос. конф. по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц, Томск. - 1996. - с.450.

137. 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. -T. 3. - с.86-88.

138. Савостиков В.М., Помазенко В.А., Рябчиков А.И. и др. Разработка оборудования и исследования в направлении комбинированного применения ионной имплантации и осаждения покрытий// Тез.докл. I Всесоюз. конф. "Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц, Томск. - 1988. Ч. 1. - с. 14-16.

139. Рябчиков А.И., Степанов И.Б., Дегтярев C.B., Сергеев О.В. Формирование очищенных от микрокапельной фракции пучков ускоренных ионов и потоков металлической плазмы в системах с вакуумно-дуговыми ионно-плазменными источниками// Труды 5 Международной конференции "Пленки и покрытия", Санкт-Петербург. - 1998,- с. 129-135.

140. Пранявичюс Л.И., Тамулевичюс С.И.// Поверхность. Физика, химия, механика. -1983. -№ 4. -с. 75-78.