Тлеющий разряд с электростатическим удержанием электронов для генерации плазмы и пучков ускоренных частиц тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, доктор физико-математических наук Метель, Александр Сергеевич

• Метель, Александр Сергеевич
• доктор физико-математических наук
• 2005

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Метель, Александр Сергеевич

Введение.

Глава 1. Основные результаты исследований тлеющих разрядов с осциллирующими электронами.

1.1. Область и количественная мера эффекта полого катода.

1.2. Энергетический спектр электронов, оптические характеристики, влияние температуры катода и неравновесность разрядной плазмы.

1.3. Вторичные процессы возбуждения и ионизации в разряде и в послесвечении, влияние катодного распыления. 1.4. Отличия разряда с полым катодом в магнитном поле от магнетронного и отражательного разрядов.

1.5. Процессы в катодном слое разряда и его реакция на инжекцию в полый катод электронов и ионов.

1.6. Разряд с разнопотенциальными катодами, роль различных видов электронной эмиссии и пучково-плазменных взаимодействий.

1.7. Переход тлеющего разряда в дугу, сверхплотный тлеющий разряд и колебания в плазме разряда.

1.8. Выводы

Глава 2. Влияние потерь энергии эмитированных катодом электронов на характеристики и нижнее рабочее давление разряда.

2.1. Столкновительная релаксация энергии быстрых электронов в газе

2.2. Зависимость потерь катодных электронов от геометрических параметров электростатической ловушки.

2.3. Анализ траекторий катодных электронов в магнитном поле.

2.4. Визуализация траекторий катодных электронов.

2.5. Инверсия разряда с цилиндрическим полым катодом в магнитном поле 95 ^ 2.6. Электростатические ловушки с переменной толщиной катодного слоя

2.7. Многостержневые электростатические ловушки.

2.8. Снижение рабочего давления газа в разряде с катодом-лабиринтом

2.9. Снижение рабочего давления газа в разряде с полым катодом.

2.10. Снижение рабочего давления ТРЭУЭ в магнитном поле. ф 2.11. Выводы.

Глава 3. Зависимость характеристик ТРЭУЭ от расположения анода, размеров ловушки и ее выходной апертуры.

3.1. Положительное анодное падение и двойной электростатический слой в ТРЭУЭ.

3.2. Распад анодной плазмы двойного слоя.

Ф 3.3. Зависимость формы и площади поверхности двойного слоя от геометрических параметров отверстия ловушки.

3.4. Стабилизация эмитирующей электроны поверхности плазмы ТРЭУЭ вблизи отверстия ловушки.

3.5. Большие и малые электростатические ловушки.

3.6. Выводы.

Глава 4. Размножение быстрых электронов в катодном слое разряда.

4.1. Отбор быстрых электронов из полого катода закрытой формы. 4.2. Доля ионизации в катодном слое разряда с цилиндрическим полым катодом.

4.3. Специфические свойства ТРЭУЭ

4.4. Ионизация газа электронами, образованными в катодном слое.

4.5. Вольтамперные характеристики и подобие ТРЭУЭ в среднем диапазоне давления области ЭЭЛ.

4.6. Выводы.

Глава 5. ТРЭУЭ при значительных потерях энергии эмитированных

Ш катодом электронов.

5.1. Нижнее граничное давление области ЭЭЛ.

5.2. Снижение разрядного напряжения при увеличении эмиссии электронов на катоде.

5.3. Сильноточный ТРЭУЭ в нижнем диапазоне давления области ЭЭЛ . 218 # 5.4. Зависимость ТРЭУЭ от состояния газа и катодного распыления.

5.5. Особенности ТРЭУЭ с катодным падением потенциала до 30 кВ.

5.6. Выводы.

Глава 6. Практическое использование результатов исследований.

6.1. Электронные пушки с широким плазменным эмиттером.

6.2. Плазменно-иммерсионная обработка проводящих подложек. 6.3. Источники широких пучков быстрых нейтральных молекул.

6.4. Универсальные источники широких пучков электронов и быстрых молекул, совмещенных с потоком металлического пара.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Тлеющий разряд с электростатическим удержанием электронов для генерации плазмы и пучков ускоренных частиц»

В настоящее время для модификации свойств поверхности широко применяются плазма газового разряда низкого давления и пучки ускоренных частиц. Для транспортировки в рабочей вакуумной камере ускоренных частиц и атомов осаждаемых материалов от источника до обрабатываемой поверхности длина их свободного пробега должна превышать ~ 10 см. Поэтому для получения плазмы и пучков чаще всего используются высокочастотный [1], вакуумно-ду-говой [2] и магнетронный [3] разряды при давлении газа ниже ~ 0,1 Па. Для получения плазмы в больших камерах используют также разряд с периферийным магнитным полем на поверхности камеры, ограничивающим апертуру потерь электронов, и термоэмиссионными катодами [4]. При этом в качестве термокатода часто используют цилиндрический полый катод с внутренним диаметром в несколько миллиметров из тугоплавкого металла [5]. Через отверстие в катоде в камеру с большой скоростью подается газ, разряд с током до сотен и тысяч ампер при давлении внутри катода в десятки паскалей и напряжении в десятки вольт поддерживает внутри него плотную плазму, эмитирующую на его поверхность ионы, ток которых до ~ 100 А поддерживает необходимую для эмиссии температуру катода.

Что касается разряда с холодным полым катодом [6], его применения для обработки поверхности ограничены из-за сравнительно высокого давления рабочего газа. На исходный момент настоящей работы в литературе отсутствовали данные о тлеющем разряде с холодным катодом без магнитного поля при давлении газа ниже 1 Па. Не было устоявшихся представлений о механизме разряда и факторах, определяющих величину его нижнего рабочего давления. Не существовало и общего мнения о физических процессах, вызывающих эффект электростатической ловушки (ЭЭЛ), известный ранее лишь как эффект полого катода. В то же время результаты исследований и практического применения разряда свидетельствовали о том, что тлеющий разряд с полым катодом способен формировать ионные и электронные пучки, а также плотную и однородную во всем объеме полости плазму. С ростом тока концентрация атомов и ионов металла в плазме достигала величины, достаточной, например, для высокоскоростного осаждения покрытий.

При снижении давления на 2 порядка тлеющий разряд с холодным катодом и электростатическим удержанием электронов мог составить конкуренцию и вакуумно-дуговому [2], и магнетронному [3] разрядам. Он позволил бы даже решить ряд известных проблем, ограничивающих область их применения, например, избавиться от микрокапель металла в покрытиях, осаждаемых дуговым методом, и существенно повысить по сравнению с величиной, обычной для магнетронного осаждения, концентрацию плазмы у поверхности обрабатываемого изделия. Однако решить эту глобальную с практической точки зрения задачу можно было, лишь выяснив физическую суть эффекта электростатической ловушки (ЭЭЛ) и определив зависимость характеристик разряда от ее параметров. Была нужна теория ЭЭЛ, подтвержденная надежными экспериментальными результатами.

Простота конструкции, большой срок службы разрядных устройств с холодным катодом даже в случае генерации плазмы таких химически активных газов, как, например, кислород, и их низкая себестоимость по сравнению с генераторами плазмы на основе высокочастотного разряда и разряда с периферийным магнитным полем определили экономическую целесообразность и актуальность выполненных в настоящей диссертационной работе исследований эффекта электростатической ловушки и изучения предпосылок практического применения тлеющего разряда с электростатическим удержанием электронов.

Целью работы является установление механизма тлеющего разряда с электростатическим удержанием электронов (ТРЭУЭ), выяснение физической сущности эффекта электростатической ловушки (ЭЭЛ), установление для ловушек разных типов универсальных параметров, от которых зависят характеристики разряда и его рабочий диапазон давления, разработка общей теории и определение области ЭЭЛ (диапазона давления и напряжения, в котором разряд с электростатическим удержанием электронов существенно отличается от разряда без удержания), получение аналитических выражений для определения границ характерных диапазонов давления области ЭЭЛ и вольтамперной характеристики (ВАХ) разряда, поиск путей снижения рабочего давления до ~ 0,01 Па, а также разработка на основе полученных результатов устройств и установок для обработки изделий плазмой и пучками ускоренных частиц.

Научная новизна работы заключается в том, что:

- впервые доказано, что эффект электростатической ловушки (ЭЭЛ) в тлеющем разряде, ранее известный лишь как эффект полого катода, не зависит от типа ловушки, будь то полый катод, цилиндрический катод в магнитном поле, параллельном образующей цилиндра, или катод-лабиринт, и во всех случаях обусловлен ионизацией газа многократно возвращающимися в катодный слой разряда и размножающимися в нем быстрыми электронами;

- впервые установлены общие для всех тлеющих разрядов с электростатическими ловушками закономерности, в том числе специфические свойства (независимость при постоянном катодном падении потенциала ширины катодного слоя от давления и ее пропорциональная зависимость от длины пробега электронов между точками поворота в слое), позволяющие объединить их в одну группу тлеющих разрядов с электростатическим удержанием электронов (ТРЭУЭ);

- впервые для электростатических ловушек разных типов и геометрических форм установлены универсальные параметры, определяющие характеристики ТРЭУЭ и границы трех характерных диапазонов давления области ЭЭЛ;

- впервые для среднего диапазона давления области ЭЭЛ получено аналитическое выражение ВАХ, установлено и подтверждено экспериментально подобие разрядов с электростатическими ловушками;

- выявлены факторы, определяющие нижнее рабочее давление ТРЭУЭ: потери энергии быстрых электронов, покидающих ловушку через апертуру потерь, или распад анодной плазмы двойного электростатического слоя вблизи выходного отверстия ловушки при расположении анода за ее пределами;

- установлено, что в нижнем диапазоне давления области ЭЭЛ при значительных потерях энергии эмитированных катодом электронов разрядный ток поддерживается благодаря увеличению с ростом катодного падения потенциала и вклада в ионизацию электронов, образованных в катодном слое, а при и в единицы и десятки киловольт предыдущие поколения образованных в слое быстрых электронов предают эстафету ионизации последующим поколениям;

- в нижнем диапазоне давления области ЭЭЛ на кривой зависимости катодного падения ТРЭУЭ II от его тока / обнаружен максимум, из-за которого величина тока, устанавливающегося при зажигании разряда, неоднозначно определяется нагрузочной характеристикой источника питания, причем положение максимума при изменении ширины ловушки от ~ 1 до ~ 100 см изменяется незначительно;

- впервые рабочее давление сильноточного тлеющего разряда с холодным катодом без магнитного поля снижено до ~ 0,01 Па, что позволяет разрабатывать на его основе новые источники плазмы и широких пучков ускоренных частиц для обработки поверхности изделий и решения других задач.

Научная и практическая ценность работы состоит в том, что:

- результаты исследований существенно расширяют знания о физических процессах в тлеющем разряде с холодным катодом и электростатическим удержанием электронов;

- на основе полученных результатов разработаны установки иммерсионной обработки изделий, а также плазменные источники электронов, ионов и быстрых нейтральных молекул с рекордно высокими характеристиками;

- разработанные устройства и установки нашли применение, как в научных экспериментах, так и в промышленности.

В первой главе диссертации на основе литературных данных анализируются основные результаты исследований и практического использования тлеющих разрядов с осциллирующими электронами.

Во второй главе представлены результаты исследований потерь электронов, эмитированных катодом тлеющего разряда, из электростатических ловушек трех типов: в виде полого катода, стержневого катода в аксиальном магнитном поле и катода-лабиринта из параллельных стержней.

Третья глава посвящена зависимости разрядных характеристик от расположения анода, размеров ловушки и влиянию двойного электростатического слоя в плазменном канале, соединяющем плазму внутри нее с внешним анодом, на величину нижнего рабочего давления разряда.

В четвертой главе излагаются результаты исследования ионизации газа в катодном слое и вклада образованных в нем быстрых электронов в эффект электростатической ловушки.

В пятой главе рассматривается ТРЭУЭ в нижнем диапазоне давления области ЭЭЛ при значительных потерях энергии эмитированных катодом электронов.

В шестой главе приводятся примеры использования результатов исследований для обработки поверхности плазмой и пучками ускоренных частиц.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Электростатическое удержание электронов в тлеющем разряде определяет общие закономерности в разрядах с катодом-лабиринтом, стержневым катодом в осевом магнитном поле и полым катодом, в том числе - их специфические свойства: независимость при постоянном напряжении V ширины катодного слоя й от давления р и ее пропорциональную зависимость от длины а = 4 пролета эмитированных катодом электронов в объеме V ловушки между точками поворота вблизи катодной поверхности площадью

2. Эффект электростатической ловушки (ЭЭЛ) не зависит от типа ловушки и во всех случаях определяется ионизацией газа многократно возвращающимися в катодный слой и размножающимися в нем быстрыми электронами, а рассчитанные с учетом ионизации газа первым поколением образованных в катодном слое электронов вольтамперные характеристики разряда хорошо согласуются с экспериментом в среднем диапазоне давления области ЭЭЛ.

3. Границы трех характерных диапазонов давления области ЭЭЛ определяются средней длиной Ядг пробега между столкновениями с ионизацией эмитированных катодом электронов с начальной энергией eUc, где Uc - катодное падение потенциала в ее среднем диапазоне, длиной релаксации их энергии А = (eUJW)XN, где W - цена ионизации, и универсальными геометрическими параметрами ловушки: средней длиной а = 4 V/SK пробега электронов между точками поворота в катодном слое и средней длиной L = 4 V/S0 их пути в ловушке до ухода из нее через апертуру потерь S0, причем верхнее граничное давление рв области ЭЭЛ определяется равенством А = а, верхняя граница р ее среднего диапазона - равенством = а, нижняя граница р0 среднего диапазона - равенством А = L, а нижнее граничное давление рн области ЭЭЛ - равенством Ядг = L.

4. В верхнем диапазоне ЭЭЛ с уменьшением давления р нарушаются характерные свойства тлеющего разряда без электростатического удержания (при постоянном напряжении pd = const и jlp = const), в среднем диапазоне разряд обладает специфическими свойствами (при постоянном напряжении dla = const и ja2 = const), а в нижнем диапазоне эмитированные катодом электроны и первые поколения образованных в катодном слое электронов значительную долю своей энергии уносят из ловушки через апертуру потерь и разряд поддерживается последующими поколениями быстрых электронов.

5. В нижнем диапазоне давления области ЭЭЛ кривая зависимости катодного падения U от тока / квазистационарного ТРЭУЭ имеет при токе в десятки ампер максимум высотой до нескольких киловольт, из-за которого величина тока, устанавливающегося при зажигании разряда, определяется нагрузочной характеристикой источника питания, причем положение максимума при изменении ширины ловушки от ~ 1 до ~ 100 см изменяется незначительно.

6. Увеличение электронной эмиссии на катоде в результате инжекции электронов в ловушку через сетчатый катод или его бомбардировки электронами с энергией до нескольких кэВ уменьшает катодное падение потенциала до 100 В и ниже, что снижает содержание в плазме примесей материала катода.

7. Нижнее рабочее давление тлеющего разряда с электростатическим удержанием электронов определяет один из двух факторов: потери энергии покидающих ловушку быстрых электронов или распад анодной плазмы двойного электростатического слоя в выходном отверстии ловушки при расположении анода снаружи ловушки и ограниченном напряжении источника питания.

8. Полученный и подтвержденный экспериментально критерий образования в ТРЭУЭ с анодом, расположенным за пределами ловушки, двойного элек-простатического слоя < = (2где & - площадь отверстия ловушки, а т и М - массы электрона и иона рабочего газа, является при давлении 0,01 -0,1 Па критерием стабилизации вблизи отверстия вогнутой поверхности площадью плазменного эмиттера электронного пучка.

9. Полученные теоретические и экспериментальные закономерности позволяют разрабатывать на основе сильноточного тлеющего разряда с холодным катодом электрофизические устройства для обработки изделий плазмой и пучками ускоренных частиц, функционирующие при давлении 0,01-1 Па.

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Метель, Александр Сергеевич

5. 6. Выводы

В нижнем диапазоне давлениярн<р <р0 области ЭЭЛ эмитированные катодом электроны передают свои функции образованным в катодном слое электронам второго, третьего и последующих поколений. Нижняя граница области ЭЭЛ определяется условием преемственности поколений и удовлетворяет выражению (5.2), учитывающему при высоком напряжении образование в катодном слое электронами с Л » Ь минимального числа эффективных быстрых электронов младших поколений с Л ~ Ь, необходимого для поддержания разряда. Эстафетный механизм передачи функций электронам последующих поколений и при катодном падении потенциала ТРЭУЭ ~ 30 кВ, когда Л ~ 10 4 Ь, обеспечивает примерно такую же скорость ионизации газа, как и при Л ~ Ь.

При переходе из среднего в нижний диапазон ЭЭЛ на вольтамперных характеристиках ТРЭУЭ в широком диапазоне ширины ловушки от ~ 1 см до ~ 100 см примерно при одном и том же токе 60 - 70 А появляется максимум, возрастающий с уменьшением давления до нескольких киловольт. Он обусловлен необходимостью повышения энергии быстрых электронов последующих поколений, принимающих на себя функцию ионизации газа от предыдущих поколений. С дальнейшим ростом тока разрядное напряжение снижается из-за изменения газовой среды в ловушке в результате самораспыления катода и при токах в сотни ампер уже практически не зависит от исходного давления газа в ловушке. Из-за указанного максимума устанавливающиеся при поджиге ТРЭУЭ напряжение и ток зависят от нагрузочной характеристики источника питания и от интенсивных колебаний, связанных с состоянием катодной поверхности.

И в нижнем диапазоне давления области ЭЭЛ разрядное напряжение в несколько киловольт можно уменьшить до 100 В и ниже, повысив эффективный коэффициент ионно-электронной эмиссии до у ~ 1 в результате инжекции электронов в ловушку через катодную сетку или облучения катодной поверхности электронами с энергией ~ 0,5 кэВ.

Глава 6. Практическое использование результатов исследований.

6.1. Электронные пушки с широким плазменным эмиттером.

Снижение давления газа в сильноточном разряде до ~ 0,01 Па позволило разработать электронные пушки с большой поверхностью плазменного эмиттера. Так как в описанных в третьей главе источниках с вогнутым плазменным эмиттером формируются сходящиеся пучки, для получения широкого пучка длительностью ~ 100 мкс с током до 100 А и энергией до 250 кэВ используется плоская эмиссионная сетка диаметром 16 см с отверстиями диаметром 3 мм на расстоянии 4 мм между их центрами и установленный на расстоянии от нее ~ 10 см заземленный анод из плоской сетки с высокой прозрачностью. Источником высоковольтных импульсов служит ГИН с запасаемой энергией 150 кДж (рис. 103).

После замены плоской сетки сферической сеткой 8 диаметром 16 см с радиусом кривизны 12 см, а плоского анода - сферическим анодом 9 с центральным отверстием диаметром 4 см (рис. 104), за анодом на расстоянии 50-100 см от эмиссионной сетки диаметр пучка длительностью ~ 250 мкс с током ~ 250 А и энергией ~ 250 кэВ составляет ~ 1 см (рис. 105). При установлении в течение ~ 10 мкс тока пучка происходит ограниченная эрозия поверхности анода 9 (рис. 106), отверстие в нем заполняется плазмой, и далее пучок фактически формируется в диоде с плазменным анодом. За анодным отверстием на расстоянии 10 см от его среза и 22 см от сетки отдельные составляющие пучка, эмитируемые отверстиями сетки, еще не перемешиваются между собой, и в период установления тока пучка рисуют на медной фольге толщиной 0,2 мм узкие радиальные линии, заканчивающиеся прожигаемым пучком центральным отверстием диаметром ~ 3 см (рис. 107а). Расположение следов составляющих пучка, эмитируемых периферийными отверстиями сетки, точно повторяет расположение соответствующих отверстий на сетке (рис. 1076). Малый диаметр (< 1мм) отдельных составляющих пучка объясняется ограничением площади эмитирующей плазмы в каждом отверстии слоем положительного объемного заряда у поверх

Рис 103. Фотография электронной пушки внутри бокса со свинцовыми стенками толщиной 1 см (на дальнем плане) и использовавшегося для получения высоковольтных импульсов ускоряющего напряжения до 300 кВ трехступенчатого ГИНа с запасаемой энергией 150 кДж источником питания генератора плазмы на высоком потенциале. На правой стене - заземленный пояс Роговского для регистрации импульса разрядного тока генератора плазмы на высоком потенциале.

Рис.104. Схема электронной пушки с компрессией пучка в диоде со сферической оптикой. 1 - поджигающий электрод, 2 - изолятор, 3 - катод, 4 - полый катод, 5 - полый анод, 6 - высоковольтный ввод, 7 - камера, 8 - эмиссионная сетка, 9 - анод, 10 - коллектор ности сетки с отрицательным потенциалом, запирающим ток в ее цепи и переключающим его в ускоряющий промежуток.

Превышение одного из указанных параметров (250 кэВ, 250 мкс, 250 А), например, тока, приводит в результате пробоев ускоряющего промежутка к снижению других, например, длительности импульса. В большинстве случаев пробои связаны с переходами тлеющего разряда в дугу. Они полностью исключаются в электронных пушках (рис. 108), где вместо полого катода используется катод-лабиринт (рис. 57 и 58), позволяющий на порядок снизить давление в ускоряющем промежутке и увеличить сечение широкого электронного пучка с током ~ 1 кА до 0,1 м2.

Широкий пучок с плотностью мощности до 0,1 - 1 МВт/см 2 можно использовать для импульсной термообработки поверхности, а формируемый пушкой со сферической оптикой концентрированный пучок с плотностью мощности до 100 МВт/см - для импульсной плавки легирующих добавок на ограниченных участках поверхности.

6.2. Плазменно-иммерсионная обработка проводящих подложек В большинстве случаев для получения необходимой для иммерсионной обработки стационарной плазмы в качестве ловушки используется рабочая вакуумная камера какой-либо технологической установки, в которой располагают анод и заземленные сетки, перекрывающие сечение канала откачки и защищающие датчики давления от положительной по отношению к ним плазмы. Источник питания конверторного типа поддерживает при давлении рабочего газа 0,01 -0,1 Па в камерах объемом 0,1-1 м2 однородную плазму стационарного разряда с напряжением 300 - 500 В, током до 20 А и не позволяет развиваться дуговому разряду. В ряде случаев ловушкой служит набор изолированных от камеры листовых мишеней, покрывающих ее поверхность, а анод внутри ловушки соединяется с заземленной камерой. Результаты исследований подтвердили возможность интенсивного травления в плазме ТРЭУЭ проводящих изделий,

Рис. 105. Отпечаток импульсного пучка длительностью ~250 мкс с энергией ~250 кэВ и током ~250 А на мишени из нержавеющей стали, установленной на расстоянии ~50 см от ускоряющего промежутка

Рис. 107. Фрагмент медной фольги толщиной 0,2 мм с прожигаемым пучком отверстием диаметром «3 см (а) и сферическая эмиссионная сетка 8 (рис.104) пушки (б).

Рис. 106. Фотография анода 9 ускоряющего промежутка (рис. 104) с оплавленной пучком кромкой отверстия.

Рис. 108. Плазменный эмиттер электронов с многостержневым катодом-лабиринтом закрепленных на вводе внутри камеры, ионами аргона, кислорода и других газов при подаче на изделия отрицательного напряжения смещения 1/0 от 1 кВ до 5 кВ. При использовании в качестве рабочего газа азота или его смесей с инертными газами исследуется азотирование изделий при С/0 ~ 1 кВ и давлении ~ 0,1 Па, меньшем на 2 порядка по сравнению со стандартным ионным азотированием в аномальном тлеющем разряде. Это исключает повреждение изделий в результате привязки разряда к полостям.

Нагревать в вакууме изделие с площадью поверхности, в несколько раз меньшей можно и без источника напряжения смещения, если использовать само изделие в качестве анода разряда. В камере диаметром 80 см и высотой 100 см с площадью поверхности = 3,5x10 4 см 2 изделия с поверхностью ~ 100 см 2 и ниже быстро нагреваются до высокой температуры, а при постепенной подаче в камеру через отверстие прутка из нержавеющей стали диаметром 8 мм, он при токе разряда 10 - 20 А полностью переплавляется в установленную под ним форму. При использовании в качестве анода установленного на дне той же камеры тигля, заполненного расплавом алюминия, на проводящие образцы осаждаются покрытия в сопровождении ионной бомбардировкой. В отличие от установок с электронно-лучевым испарением материалов образцы постоянно находятся в плотной однородной плазме, и для сопровождения ионной бомбардировкой нужно лишь подать на них относительно тигля отрицательное напряжение смещения.

Если в последнем случае, как и на всех промышленных установках физического осаждения пара (ФОП) с магнетронным распылением, дуговым или электронно-лучевым испарением мишеней, основная доля металлического пара конденсируется не на образцах, а на стенках камеры, то при распылении листовых мишеней из титана, полностью закрывающих стенки камеры диаметром и длиной по 0,5 м (рис. 109), потери материала мишеней вообще исключаются [236]. На мишени и на установленное в центре камеры изделие от двух независимых источников питания подаются по отношению к соединенному с камерой аноду отрицательные напряжения до 1,2 кВ. При давлении аргона 0,03 - 0,3 Па и напряжении на изделии ~ 1 кВ пространство внутри мишеней заполняется однородной плазмой разряда с током в цепи мишеней до 15 А при токе в цепи изделия до 5 А. Низкое напряжение на мишенях ~ 200 В при нагреве и очистке изделия ионами аргона с энергией ~ 1 кВ обусловлено вторичной электронной эмиссией в результате бомбардировки мишеней эмитируемыми изделием электронами с энергией ~ 0,8 кэВ. После предварительной обработки изделия ионами в течение ~ 10 минут напряжение смещения на изделии снижают до 100 — 200 В, и из-за поглощения его поверхностью электронов, эмитируемых мишенями, катодное падение потенциала у поверхности мишеней при токе 10 - 15 А повышается до ~ 1 кВ. В этом режиме мишени интенсивно распыляются, и на изделии в сопровождении бомбардировкой ионами с энергией 100 - 200 эВ осаждается покрытие из титана. Так как распыляемые мишени окружают изделие со всех сторон, распределение толщины покрытия на его поверхности достаточно однородно, и вращать его во время обработки не нужно. Пролетевшие мимо изделия распыленные атомы титана возвращаются на противоположную поверхность мишени. В результате потери материала мишени полностью исключаются. При добавлении к аргону ~ 20 % азота на поверхности неподвижного изделия площадью до 1000 см 2 за 1 час осаждается однородное покрытие из нитрида титана с микротвердостью ~ 2500НУ50 толщиной до 2 мкм.

Предварительная активация поверхности изделия и его нагрев ионами существенно улучшают адгезию и повышают срок службы покрытий. Еще более обнадеживающие результаты получены при импульсно-периодическом сопровождении осаждения ионами с энергией ~ 30 кэВ. Для этого один из источников питания отключается, между изделием и мишенями включается резистор сопротивлением 5 кОм, и на нем формируются импульсы напряжения до 30 кВ длительностью ~ 50 мкс с частотой следования 25 Гц. В результате перемешивания осаждаемых в промежутках между импульсами атомов с основой интерфейс расширяется до величины, соизмеримой с толщиной покрытия, что полностью решает адгезионные проблемы.

Та же камера объемом 0,1 м3 с титановыми мишенями использована при разработке технологии плазменно-иммерсионной имплантации, результаты которой изложены в разделе 5.5. Важной особенностью новой технологии, является то, что энергия бомбардирующих дополнительный анод 14 (рис. 100) вторичных электронов, эмитированных листовыми мишенями 2, и энергия бомбардирующих мишени 2 электронов, эмитированных установленным на держателе 13 изделием, в два раза меньше минимальной энергии бомбардирующих изделие ионов. Это значительно снижает выход рентгеновского излучения и повышает безопасность обслуживания.

6.3. Источники широких пучков быстрых нейтральных молекул

На основе ТРЭУЭ разработаны источники пучков быстрых нейтральных молекул сечением до 10000 см 2 с эквивалентным током до 10 А при энергии молекул от ~ 10 эВ до ~ 10 кэВ для сопровождения пучком осаждения покрытий, травления диэлектриков и низкоэнергетической имплантации [237]. Быстрые молекулы образуются в рабочей вакуумной камере при перезарядке ускоренных ионов вблизи единственной эмиссионной сетки (рис. 79). Для под держания в этих источниках при давлении ~ 0,1 Па сильноточного разряда используются либо перепад давления между полыми анодом и катодом (рис. 79), либо облучение катода электронами с энергией 0,5 - 2 кэВ (рис. 93), например, в источл нике пучка сечением 900x160 мм с эквивалентным током до 2 А при любой энергии от 100 эВ до 4 кэВ, представленном на рис. 110.

6.4. Универсальные источники широких пучков электронов и быстрых молекул, совмещенных с потоком металлического пара

Погружение мишени в плазменный эмиттер источника быстрых молекул превращает его в универсальный источник электронов, быстрых молекул и металлического пара (рис. 111 и 112). При подаче на мишень отрицательного напряжения до нескольких кВ она интенсивно распыляется. Через сетку с прозрачностью 80 % образующийся пар поступает на поверхность изделий, и его

Рис.109. Фотография экспериментальной установки с распыляемыми ионами аргона водоохлаждаемыми мишенями из листового титана для осаждения покрытий из нитрида титана, в которой полностью исключены потери материала мишеней.

Рис. 111. Фотография аксиально-симметричного универсального источника с цилиндрической эмиссионной поверхностью 2000 см2 и титановой мишенью на ее оси с площадью равномерно распыляемой поверхности 600 см2

Рис. 110. Фотография источника пучка быстрых нейтральных молекул прямоугольного сечения 900x160 мм2 с током до 2 А при любой энергии от 100 эВ до 4000 эВ

Рис. 112. Фотография универсального источника с круглым сечением пучка диаметром 20 см и двумя распыляемыми мишенями из титана и алюминия для нанесения покрытий из (Ti,Al)N в сопровождении быстрыми молекулами с энергией 50-100 эВ после нагрева подложек электронным пучком и активации поверхности молекулами с энергией 600 - 800 эВ. i-' v 'Ш осаждение сопровождается бомбардировкой молекулами с энергией 50 - 200 эВ. Предварительно изделия можно нагреть широким электронным пучком мощностью ~ 10 кВт, а их поверхность активировать молекулами с энергией 0,5 -2 кэВ [236]. Универсальные источники позволяют осаждать на нагретую и активированную поверхность покрытия из Тл, А1, СП,А1) и их нитридов со скоростью до ~ 5 - 10 мкм/час [238]. В отличие от магнетронных распылителей вся поверхность мишени распыляется совершенно однородно.

Перспективы применения полученных результатов в технологии обсуждаются в монографии [239].

Заключение

Результаты исследований тлеющих разрядов с электростатическими ловушками позволили решить основные задачи, обозначенные во введении настоящей докторской диссертации, существенно расширить знания о разряде с электростатическим удержанием электронов, выяснить физический смысл эффекта электростатической ловушки и объединить разряды с полым катодом, с катодом-лабиринтом и с цилиндрическим катодом в магнитном поле, параллельном образующей цилиндра, в одну группу тлеющих разрядов с электростатическим удержанием электронов (ТРЭУЭ). Среди наиболее значимых результатов работы можно выделить следующие.

1. Впервые экспериментально и теоретически доказано, что эффект электростатической ловушки (ЭЭЛ), ранее известный лишь как эффект полого катода, не зависит от типа ловушки, будь то полый катод, многостержневой катод-лабиринт или цилиндрический катод в магнитном поле, параллельном образующей цилиндра, и обусловлен во всех указанных случаях ионизацией газа многократно возвращающимися из плазмы в катодный слой и размножающимися в нем быстрыми электронами;

2. Впервые для тлеющих разрядов с полым катодом, с многостержневым катодом-лабиринтом и с цилиндрическим катодом в магнитном поле, параллельном образующей цилиндра, экспериментально установлены общие закономерности, в том числе специфические свойства (независимость при постоянном катодном падении потенциала ширины d катодного слоя от давления и ее прямо пропорциональная зависимость от средней длины пробега электронов между точками поворота в слое), позволяющие объединить их в одну группу тлеющих разрядов с электростатическим удержанием электронов (ТРЭУЭ).

3. Для ловушек разных типов и геометрических форм установлены универсальные параметры, определяющие характеристики тлеющего разряда с электростатическим удержанием электронов (ТРЭУЭ) и границы трех характерных диапазонов давления области ЭЭЛ.

4. Показано, что в верхнем диапазоне при постоянном катодном падении потенциала U с уменьшением давления р ЭЭЛ проявляется в снижении pd и в увеличении jlp , где j - плотность тока на катоде, т. е. в нарушении характерных свойств тлеющего разряда без электростатического удержания электронов (pd = const и jlp2 = const), в среднем диапазоне разряд обладает, кроме того, специфическими свойствами (dla = const и ja = const при постоянном U), а в нижнем диапазоне при постоянном токе с уменьшением давления U растет, эмитированные катодом электроны и первые поколения электронов, образованных в катодном слое, значительную долю своей энергии уносят из ловушки, и разряд поддерживают последующие поколения образованных в слое электронов.

5. Выполнен расчет ионизации газа в среднем диапазоне давления области ЭЭЛ первым поколением образованных в слое электронов, и получены аналитические выражения вольтамперных характеристик, хорошо согласующиеся с экспериментом, установлено и подтверждено экспериментально подобие разрядов с электростатическими ловушками.

6. Выявлены факторы, определяющие нижнее рабочее давление ТРЭУЭ: потери энергии покидающих ловушку быстрых электронов или распад анодной плазмы двойного электростатического слоя в проводящем ток плазменном канале при расположении анода снаружи ловушки и при ограниченном напряжении источника питания.

7. При расположении анода снаружи ловушки для разных геометрических форм ее выходного отверстия получен и подтвержден экспериментально критерий образования вблизи отверстия двойного электростатического слоя, доказана независимость друг от друга ионизации газа в ловушке и ионизации газа в анодной плазме двойного слоя, изучена зависимость геометрической формы двойного слоя от давления и площади отверстия, и обнаружена вращательная неустойчивость анодной плазмы слоя при малой площади отверстия.

8. Определена граничная ширина электростатической ловушки с анодом, расположенным за ее пределами, подразделяющая все ловушки на малые, в которых единственной причиной погасания разряда с уменьшением давления являются потери энергии покидающих ловушку быстрых электронов, и большие, в которых погасание может быть также обусловлено распадом анодной плазмы двойного электростатического слоя вблизи отверстия ловушки.

9. Исследована новая форма ТРЭУЭ с катодным падением потенциала в сотни вольт и анодным падением от единиц до десятков киловольт, позволяющая формировать пучки ускоряемых в промежутке между плазмой и анодом электронов с энергией до 50 кэВ и током до десятков ампер, экспериментально доказано, что катодное падение потенциала в этом разряде не зависит от анодного и, как и в ТРЭУЭ без высоковольтного анодного падения, заметно повышается лишь в нижнем диапазоне давления области ЭЭЛ. Критерий образования в ТРЭУЭ с внешним расположением анода двойного электростатического слоя является при давлении 0,01 - 0,1 Па критерием стабилизации вблизи отверстия ловушки вогнутой поверхности плазменного эмиттера электронов.

10. Установлено, что в нижнем диапазоне давления области ЭЭЛ кривая зависимости катодного падения и от тока I квазистационарного ТРЭУЭ имеет при токе в десятки ампер максимум высотой до нескольких киловольт, из-за которого величина тока, устанавливающегося при зажигании разряда, неоднозначно определяется нагрузочной характеристикой источника питания, причем положение максимума при изменении ширины ловушки от ~ 1 до ~ 100 см изменяется незначительно.

11. Экспериментально доказано, что увеличение электронной эмиссии на катоде в результате его бомбардировки электронами с энергией до нескольких кэВ или в результате инжекции электронов в ловушку через сетчатый катод снижает катодное падение потенциала до ~ 100 В и уменьшает содержание в плазме примесей материала катода.

Достигнутые в настоящей работе значительные количественные изменения параметров тлеющего разряда (уменьшение на несколько порядков рабочего давления, повышение на несколько порядков степени ионизации газа, переход к вакуумному режиму разряда при длине свободного пробега молекул, превышающей ширину разрядного пространства, и переход тлеющего разряда с током до 0,1 - 1 кА в режим самораспыления, сопровождающийся изменением состава газовой среды) обеспечили тлеющему разряду с холодным катодом без магнитного поля новое качество и существенно расширили диапазон его практического использования при разработке генераторов плазмы и источников пучков ускоренных частиц.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Метель, Александр Сергеевич, 2005 год

1. Suzuki К., Okudaira S., Sakudo N. at al. Microwave plasma etching. // Jap. J. Appl.Phys., 1977. V. 16. No l.P. 1979-1984.

2. Handbook of vacuum arc science and technology: fundamentals and applications // edited by R. L. Boxman, Ph. J. Martin, D. Sanders, Park Ridge, New Jersey, U.S.A.: Noyes Publications, 1995.

3. Данилин Б. С., Сырчин В. К. Магнетронные распылительные системы. М.: Радио и связь, 1982.

4. Benhassine М. et al. Obtention d' un plasma de forte (5x10 11 cm" 3) dans une decharge multipolaire de grande dimension. // Revue Phys. Appl. 1984, V. 19. No 7. P. 545-553.

5. Willins D. J., Boyd R. L. F. A study of the electron emission processes in a hollow cathode discharge. //J. Phys. D: Appl. Phys. 1973. V. 6. No 12, P. 1447 1454.

6. Москалев Б. И. Разряд с полым катодом. М.: Энергия, 1969.

7. Francis G. The glow discharge at low pressure. // Handbuch der Physik, Band XXII, Springer Verlag, 1956.

8. Парфентъев А. И. Отступления от закона Геля для некоторых форм тлеющего разряда. // Доклады АН СССР. 1940, Т. 26. Вып. 8. С. 762 764.

9. Paschen F. Bohrs Heliumlinien. I I Ann. der Phys. 1916. V. 50. No 16. P. 901 -940.

10. Paschen F. Die Funkenspektren des Aluminium. I. Teil. // Ann. der Phys. 1923. V. 71, No 9-12. P. 142-161.

11. Paschen F. Die Funkenspektren des Aluminiums. Teil II. // Ann. der Phys., 1923. V. 71. No 16. P. 537-561.

12. Schüler H. Über Potentialgefälle an Elektroden in Gasentladungsröhren. // Physikalische Zeitschrift. 1921. V. 22. No 9. P. 264-268.

13. Günther-Schulze A. Die Stromdichte des normalen Kathodenfalles. // Zeitschr. für Phys. 1923. V. 19. No 5/6. P. 313-332.

14. Günther-Schulze A. Einige neue charakteristische Abschtände bei der Glimmentladung // Zeitschr. für Phys. 1924. V. 30. No 3. P. 175 186.

15. Кучеренко E. Т., Зыкова Е. В. Полый холодный катод конической формы. // Радиотехника и электроника 1975. Т. 20. С. 438-439.

16. Hufford М. Е. On the discharge electricity between equipotential plates. // Philosophical Magazine. 1925. V. 50. No 300. P. 1197 1214.

17. Stephenson W. On the effect of the shape of the cathode on the glow discharge // Philosophical Magazine. 1926. V. 2. No 9. P. 556 577.

18. Грановский В. Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М: Наука, 1971.

19. Güntherschulze А. Glimmentladung an Hohlkathoden. // Zeitschr. für techn. Phys. 1930. V. 11. No 2. P. 49-54.

20. Badareu E., Popovici C., Iova /., Somesan M. Hohlkathodeneffekt in Caesium-Dampf. // Ann. der Phys. 7. Folge. 1965. V. 15. P. 313 320.

21. Döpel R. Die Bedeutung des Ähnlichkeitsgesetzes für die Abhängigkeit der Doppelkatoden-Glimmentladung vom Gasdruck und Katodenabstand. // Wiss. Zeitschr. der Techn. Hochschule Ilmenau 1965. V. 11. No 1. P. 9 18.

22. Van Voorhis С. С., Shenstone A. G. Some characteristics of hollow-cathode discharge tubes. // Rev. Sei. Instrum. 1941. V. 12. No 5. P. 257 261.

23. Helm H. Experimenteller Nachweis der Pendel-Effektes in einer zylindrischen Niederdruck-Hohlkathoden-Entladung in Argon. // Zeitschrift Naturforsch. 1972. V. 27a. No 12. P. 1812- 1820.

24. Тиманюк В. А. Экспериментальное исследование тлеющего разряда с цилиндрическими полыми катодами различной геометрии в инертных газах. // Кандидатская диссертация. Харьков: ХГУ, 1983.

25. Krug W. Eine neue Glimmentladungserscheinung und ihre Anwendungsmöglichkeit für Braunsche Röhren mit niedrigen Kathodenspannungen. // Die Naturwissenschaften, 1935. V. 23. No 22. P. 355.

26. Krug W. Eine neue Glimmentladungserscheinung und ihre Anwendungsmöglichkeit für Braunsche Röhren mit niedrigen Kathodenspannungen. // Archiv für Elektrotechnik, 1936. V. 30. No 3. P. 157 183.

27. Popovici С., Balaceanu М., Ceausescu N., Avram E. Descarcari electrice de inalta tensune cu catod concav. // St. Cere. Fiz. 1980. V. 32. No 8. P. 889 907.

28. Drost H., Timm U., Pupke H. Zwei Formen der Niederdruck-Glimmentladung in Sauerstoff. // Ann. Der Phys. 7. Folge. 1963. V. 12. P. 186 194.

29. Sturges D. J., Oskam H. J. Studies of the properties of the hollow cathode glow discharge in helium and neon. // J. Appl. Phys. 1964. V. 35, No 10. P. 2887 -2894.

30. Ciobotaru D. Der Doppelkathodeneffekt und die Randbedingungen // Rev. Roum. Phys. 1972. V. 17. No 10. P. 1191-1198.

31. Döpel R. Empirie und Grundlagen einer Theorie der Hohlkathodenentlagung. // Wiss. Zeitschr. Der Techn. Hochschule Ilmenau. 1969. V. 15. No 1. P. 55 71.

32. Badareu E., Popescu I. Researches on the double cathode effect. // J. Electr. Control. 1958. V. 4. No 4. P. 503 514.

33. Бородин В. С., Гофмейстер В. П., Каган Ю. М, Коволлик Г. О характере эмиссии электронов с катода в разряде в полом катоде. // Журнал технической физики. 1968. Т. 38, Вып. 10. С. 1814 1817.

34. Кириченко В. И., Коновалов В. М., Ткаченко В. М. Сравнение продольного распределения тока в импульсном и стационарном разрядах с цилиндрическим полым катодом. // Вестник Харьковского ун-та № 130. Радиофизика и электроника. 1975. Вып. 4. С. 80-83.

35. Stör/ H., Märk T. D., Allis W. P., Pähl M. Investigation of the breakdown in an argon low pressure hollow cathode. // Proc. of 12-th Int. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Eindhoven. 1975. Contrib. Pap. Part 1. P. 96.

36. Грекова Г. В., Лапшин Е. И., Охматовский Г. В. и Слукин Е. В. Распределение плотности разрядного тока по длине полого катода закрытой формы и ширины области катодного падения потенциала. // Журнал технической физики. 1980. Т. 50. Вып. 10. С. 2232-2234.

37. Афанасьева В. Л., Лукин А. В., Мустафин К С. Определение функции распределения электронов по энергиям в разряде с полым катодом в смеси гелия и неона. // Журнал технической физики. 1966. Т. 36. Вып. 3. С. 526 532.

38. Fujii К., Takahashi T., Asami Y. Hollow-cathode type CW white light laser. // IEEE J. Quantum Electronics. 1975. V. QE-11. No 3. P. 111 114.

39. Mizeraczyk J., Urbanik W. Electron energy distribution function (0 40 eV range) in helium in transverse hollow-cathode discharge used for lasers. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1983. V. 16. No 11. P. 2119-2133.

40. Жиглинский А. Г., Хлопина T. H. Исследование механизма формирования газовой температуры разряда в охлаждаемом полом катоде. // Журнал прикладной спектроскопии. 1968. Т. 8. Вып. 4. С. 562 570.

41. Бородин В. С., Каган Ю. М. Исследование разряда в полом катоде. // Оптика и спектроскопия. 1965. Т. 18. Вып. 6. С. 966 967.

42. Бородин В. С., Каган Ю. М. Исследование разряда в полом катоде. I. Сравнение электрических характеристик полого катода и положительного столба. // Журнал технической физики. 1966. Т. 36. Вып. 1. С. 181 185.

43. Бородин В. С., Каган Ю. М, Лягущенко Р. И. Исследование разряда в полом катоде. И. // Журнал технической физики. 1966. Т. 36. Вып. 7. С. 1198 1201.

44. Бородин В. С., Герасимов Г. Н., Каган Ю. М. Исследование аксиальных и радиальных неоднородностей в разряде в полом катоде в гелии. // Журнал технической физики. 1967. Т. 37. Вып. 2, С. 392-395.

45. Гофмейстер В. И., Каган Ю. М. Об электрических характеристиках разряда в полом катоде в неоне. // Rev. Roum. Phys. 1968. V. 13. No 1. P. 19-24.

46. Гофмейстер В. И., Каган Ю. М. Механизм возбуждения в полом катоде в аргоне. // Оптика и спектроскопия. 1969. Т. 26. Вып. 5. С. 689 695.

47. Десаи Ш. К, Каган Ю. М. Об электрических и оптических свойствах разряда в полом катоде в смеси ртути с гелием. // Оптика и спектроскопия. 1969. Т. 27, Вып. 1.С. 34-41.

48. Тютюнник В. Б., Ткаченко В. М. Деяю результата зондових визм1рювань в розряд1 з порожнистим катодом. // Вюник Харювського ушверситету № 80. Радю<|изика i електрошка. 1972. Вып. 1. С. 67 69.

49. Афанасьева В. Л., Лукин А. В., Мустафин К. С. Распределение электронов по энергиям в смеси неон-водород в разряде полого катода. // Журнал технической физики. 1967. Т. 37, Вып. 2. С. 327 329.

50. Солдатов А. Н., Климкин В. М, Муравьев И. И., Гуляев Ю. Н. О влиянии неупругих столкновений электронов с атомами на распределение электронов в разряде с полым катодом. // Изв. вузов Физика. 1970. Вып 6. С. 149 - 151.

51. Солдатов А. Н. Особенности распределения электронов по энергиям в разряде с полым катодом в гелии. // Оптика и спектроскопия. 1971. Т. 31. Вып. 2. С. 181-189.

52. Каган Ю. М., Тароян А. С. Возбуждение гелия в разряде в полом катоде. // Оптика и спектроскопия. 1973. Т. 35. Вып. 2. С. 205 -212.

53. Каган Ю. М., Тароян А. С. Возбуждение смеси He-Ne в разряде в полом катоде. // Оптика и спектроскопия. 1973. Т. 35. Вып. 3. С. 417 421.

54. Каган Ю. М, Лягущенко Р. И., Хворостовский С. Н. Механизм формирования функции распределения электронов и абсолютные интенсивности излучения в полом катоде. // Оптика и спектроскопия. 1972. Т. 33. Вып. 3. С. 430 -435.

55. Каган Ю. М., Лягущенко Р. И., Хворостовский С. Н. О распределении электронов по энергиям в полом катоде. I // Журнал технической физики. 1972. Т. 42. Вып. 8. С. 1686- 1692.

56. Каган Ю. М, Лягущенко Р. И., Хворостовский С. Н. Об интенсивностях ионных и атомных линий в полом катоде. // Оптика и спектроскопия. 1973. Т. 35. Вып. 3. С. 422-426.

57. Каган Ю. М., Лягущенко Р. И., Хворостовский С. Н. О распределении электронов по энергиям и возбуждении в полом катоде в смеси инертных газов. // ЖТФ. 1973. т. 43. Вып. 11. С. 2332-2339.

58. Каган Ю. М., Лягущенко Р. И., Тароян А. С., Хворостовский С. Н. О распределении электронов по энергиям в полом катоде. II // Журнал технической физики. 1973. Т. 43. Вып. 7. С. 1488 1495.

59. Каган Ю. М., Лягущенко Р. И., Хворостовский С. Н., Ходорковский М. А. О распределении электронов по энергиям в полом катоде. III // Журнал технической физики. 1975. Т. 45. Вып. 9. С. 1834 1838.

60. Каган Ю. М, Лягущенко Р. И., Хворостовский С. Н., Ходорковский М. А. О распределении электронов по энергиям в полом катоде. IV // Журнал технической физики. 1975. Т. 45. Вып. 9. С. 1839 1846.

61. Апостол И., Каган Ю. М., Лягущенко Р. К, Хворостовский С. Н., Ходорковский М. А. О процессах возбуждения и разрушения уровней гелия в полом катоде. // Оптика и спектроскопия. 1977. Т. 42. Вып. 2. С. 256 263.

62. Хворостовский С. Н. О балансе заряженных частиц в плазме газового разряда с полым катодом. // Журнал технической физики. 1980. Т. 50. Вып. 9. С. 1876- 1885.

63. Kagan Yu. М. Rate of ionisation and density of electrons in a hollow cathode. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1985. V. 18. No 6. P. 1113-1123.

64. Emeleus K. G. Note on recombination and diffusion in hollow cathode tubes. J. Phys. D: Appl. Phys. 1984. V. 17, No 3. P. L53 - L55.

65. Mizeraczyk J. Electron energy distribution function (0 40 eV range) in helium in a high-voltage discharge in a hollow-cathode used for lasers. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1984. V. 17. P. 1647- 1656.

66. Mizeraczyk J., Neiger M. On the high-voltage regime of the discharge in hollow-cathode tube.//Appl. Phys. 1984. V. В 33. No l.P. 17-21.

67. Охматовский Г. В. Измерение тока быстрых электронов в тлеющем разряде с полым катодом. // Журнал технической физики. 1978. Т. 48, Вып. 5. С. 945 -948.

68. Габович М. Д., Пасечник Л. JI. Аномальное рассеяние электронов и возбуждение плазменных колебаний. //ЖЭТФ. 1959. Т. 36. Вып. 4. С. 1025 1033.

69. Handle F., Pahl М., Holzmarm P., Howorka F., Lindinger W. Fast electrons in hollow cathode plasmas. // Proc. of 13-th Int. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Berlin, 1977. Contrib. Pap. Part 1. P. 309 310.

70. Holzmann P., Pahl M., Lindinger W. Angular distribution of fast electrons from a hollow cathode discharge. // Proc. of 13-th Int. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Berlin, 1977. Contrib. Pap. Part 1. P. 311 312.

71. Handle F., Lindinger W., Howorka F., Pahl M. Density of fast electrons on the axis of a cylindrical hollow-cathode discharge. // Beitr. Plasmaphys. 1984. V. 24. No 4. P. 407-416.

72. Gheorghiu O., Gheorghe V. Plasma density in a hollow cathode geometry from electronic tuning. // Rev. Roum. Phys. 1970. V. 15. No 9. P. 1059 1063.

73. Hildebrandt J. Microwave diagnostic of the pulsed plasma generation in the hollow-cathode glow discharge. // Z. Naturforsch. 1983. V. 38a. No 10. P. 1088 -1092.

74. Коновалов В. M., Ткаченко В. М., Тютюнник В. Б. Некоторые характеристики импульсного разряда с цилиндрическим полым катодом в аргоне. // Вестник Харьковского ун-та № 130. Радиофизика и электроника. 1975. Вып. 4. С. 83 -85.

75. Yamashita M., Kimura M. Spatial change of rise time of spectral line intensities in hollow cathode discharge tube. // Jap. J. Appl. Phys. 1980. V. 19, No 8, P. L449 -L452.

76. Popovici C., Somesan M. On the emission spectrum of the negative glow plasma of a hollow-cathode discharge in magnetic field. // Appl. Phys. Letters. 1966. V. 8. No 5. P. 103- 105.

77. Тиманюк В. А., Ткаченко В. M. Исследование оптических характеристик разряда с цилиндрическим полым катодом в гелии. // Вестник Харьковского унта №203. 1980. С. 69-71.

78. Богданова И. П., Чен Ги-Тхек. О концентрациях возбужденных атомов неона при разряде в полом катоде. // Оптика и спектроскопия. 1957. Т. 11. Вып. 6. С. 681 -688.

79. Толанский С. Спектроскопия высокой разрешающей силы. М.: Издательство иностранной литературы, 1955.

80. Schüler Н. Über eine neue Lichtquelle und ihre Anwendungsmöglichkeiten. // Zeitschr. für Phys. 1926. V. 35, No 5, P. 323 337.

81. Dyulgerova R. B. On the effect of pulse feeding applied to an aluminum-hollow-cathode discharge. // Bulgarian J. Phys. 1980. V. 7. No 1. P. 90 93.

82. Mohamed S. Z, Petkov A. P. Use of time-resolving high resolution spectroscopy in the investigation of pulse hollow-cathode discharges. // Journal de physique. Colloque C7. 1979. V. 40. Suppl. No 7. P. 195 -196.

83. Sullivan J. V., Walsh A. High intensity hollow-cathode lamps. // Spectrochim. Acta. 1965. V. 21. P. 721-726.

84. Delibas M., Mindreci I. The study of certain excitation characteristics of the discharges in a hollow cathode spectral lamp. // An. Sti. Univ. Iasi. 1978. Sec. Ib. V. 24. P. 61-64.

85. Саенко В. А., Деркач А. А., Борисенко А. Г. Температурные исследования полого катода-тигля в электрическом разряде. // ТВТ. 1988. Т. 26. Вып. 3. С. 450-454.

86. Timanyuk V. A., Tkachenko V. М. Hollow cathode temperature effect on the glow discharge in helium. // Proc. of 15-th Int. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Minsk, 1981. Contrib. Pap. Part 2. P. 771 772.

87. Schüler H., Gollnow H. Über die Verteilung der Rotationszustände bei einem Elementarprozeß der Molekülbildung (keine Bolzmann-Verteilung) und die Änderung der relativen Übergangswahrscheinlichkeit. // Zeitschr. für Phys. 1938. V. 111. No 3. P. 714 725.

88. Teixeira M. R., Rodrigues F. C. The state of equilibrium in a hollow cathode glow discharge. III. Phys. D: Appl. Phys. 1979. V. 12. P. 2173 -2180.

89. Danzmann K., Kock M. Population densities in a titanium hollow cathode. // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1981. V.14. No 16. P. 2989 2993.

90. Gerstenberger D. C., Solanski R., Collins G. J. Hollow cathode metal ion lasers. // IEEE J. Quant. Electron. 1980. V. 16. No 8. P. 820 834.

91. Zyrnicki W., Osinska E. Spectroscopic studies of the hollow cathode discharge. // Czechosl. J. Phys. 1982. V. В 32. No 11. P. 1303 1304.

92. Humphrey J. N., Adams D. L., Whaling W. Atomic level populations in the hollow cathode discharge. //J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1984. V. 31. No 1. P. 1 -5.

93. Mitchell К. B. Spectroscopic studies of ionization in a hollow-cathode discharge. //J. Opt. Soc. Am. 1961. V. 51. No 8. P. 846 853.

94. Kidrasov F. Kh. Excitation of magnesium in hollow cathode discharge. // J. Physique. 1979. V. 40. Suppl. No 7. P. 121 122.

95. Falk H. Über die optische Anregung im negativen Glimmlicht einer Hohlkathoden-entladung. // Ann. der Phys. 1965. V. 16. No 3/4. P. 160 173.

96. Белоусова И. М., Знаменский В. Б. О механизме заселения некоторых уровней неона в разряде полого катода. // Журнал технической физики. 1969. Т. 39. Вып. 6. С. 1140-1143.

97. Пачева Й. X., Праматаров П. М., Стефанова М. С. Инверсное заселение ионных уровней криптона и аргона в разряде с полым катодом. // Матер, симп. ученых соц. стран «Актуальные проблемы спектроскопии». Москва, 18 -22 июня 1984. М., 1985. С. 267-271.

98. Devyatov А. М., Fazlaev V. Kh., Malkov М. A., Volkova L. М. On mechanism of Ba and Sr ions formations in hollow cathode discharge. // Proc. of 13-th Int. Conf. on Phenom. in Ionized Gases. Berlin, 1977. Contrib. Pap. Part 1. P. 305 306.

99. Kuen I., Stori H., Howorka F. Spectroscopic investigations of a hollow cathode discharge in helium. // Symp. Atom, and Surface Phys." 80, Salzburg, 1980. Contrib. Insbruck. P. 159- 166.

100. Ш.Пиотровский Ю. А., Толмачев Ю. Л. Спектроскопическое исследование плазмы, образованной мощным электронным потоком в инертных газах. // Журнал прикладной спектроскопии. 1980. Т. 32. Вып. 8. С. 974 978.

101. Ernie D. W., Oskam Н. J. Energy-transfer processes in decaying helium-copper gaseous plasmas. //Phys. Rev. A. 1981. V. 23. No 1. P. 325 333.

102. Кравченко В. Ф., Михалевский В. С., Папакин В. Ф. Возбуждение линий Не при импульсном разряде в полом катоде. // Журнал технической физики. 1974. Т. 44. Вып. 10. С. 2173-2174.

103. Кравченко В. Ф., Папакин В. Ф. Кинетика образования плазмы внутри полого цилиндрического катода при импульсном разряде. // Журнал технической физики. 1973. Т. 43. Вып. 10. С. 2057 2060.

104. Langenwalter М., Grossl М., Mark Т. D. Hollow cathode stationary afterglow apparatus. // Proc. of 13-th Int. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Berlin, 1977. Contrib. Pap. Part 1, P. 45 46.

105. Wl.Musha T. Cathode sputtering in hollow cathode discharges. // J. Phys. Soc. Japan. 1962. V. 17. No 9. P. 1440 1446.

106. Musha Т. Theory of negative resistance in hollow cathode discharges. // J. Phys. Soc. Japan, 1962. V. 17. No 9. P. 1447 1453.

107. Somesan M. Selfabsorbtion and cathode sputtering in hollow cathode discharge in magnetic field. //Rev. Roum. Phys. 1971. V. 16. No 4. P. 407-411.

108. Ibadov S. On the formation of plasma carbon component in the hollow cathode anomalous glow discharge. // Journal de physique. Colloque C7. 1979. V. 40. Suppl. No 7. P. 173-174.

109. White A. D. New hollow cathode glow discharge. // J. Appl. Phys. 1959. V. 30, No 5, P. 711-719.

110. Warner В. E., Persson К. В., Collins G. J. Metal-vapor production by sputtering in a hollow-cathode discharge: Theory and experiment. // J. Appl. Phys. 1979. V. 50. No 9. P. 5694-5703.

111. Koch H., Eichler H. J. Particle densities in high current hollow cathode discharges. // J. Appl. Phys. 1983. V. 54. No 9. P. 4939 4946.

112. Rybnicek J. Corpuscular diagnostics of a hollow-cathode discharge III. The metal-ions-regime evolution. // Czech. J. Phys. 1980. V. В 30. P. 1307 - 1314.

113. Christov N. N. On the Cu2 bands in the cold cathode discharge in inert gas. // J. Mol. Struct. 1984. V. 115. Proc. 16-th Eur. Congr., Sofia, 12- 16 Sept., 1983. Pt. C. P. 177- 180.

114. Winiarczyk W., Krause L. Production of copper vapor in a pulsed hollow cathode discharge. // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. 1985. V. 33. No 6. P. 581 -589.

115. Phillips С. E. S. II Proc. Roy. Soc. 1898. V. A64, P. 172 179.

116. Phillips С. E. S. II Phil. Trans. Roy. Soc. 1901. V. A197, P. 135 139.

117. Penning F. M. Ein neues Manometer für niedrige Gasdrucke, insbesondere zwischen 10~3 und KT5 mm. // Phisica, 1937. V. 4. No 2. P. 71 75.

118. Knauer W. Mechanism of the Penning discharge at low pressures. // J. Appl. Phys. 1962. V. 33. No 6. P. 2093 2099.

119. Крейнделъ Ю. E., Ионов А. С. Некоторые особенности разряда в трубках типа Пеннинга при низких давлениях. // Журнал технической физики. 1964. Т. 34. Вып. 7. С. 1199- 1204.

120. Жаринов А. В., Кервалишвили Н А. Характеристики разряда низкого давления в поперечном магнитном поле. // Журнал технической физики. 1965. Т. 35. Вып. 12. С. 2194-2207.

121. Penning F. М. Die Glimmentladung bei niedrigem Druck zwischen koaxialen Zylindern in einem axialen Magnetfeld. // Phisica, 1936. V. 3. No 9. P. 873 894.

122. Popovici С., Raicu D., Gheorghe V. On the V I characteristic of the double-cathode discharge in a longitudinal magnetic field. // Ann. der Phys. 1970. V. 24. No 3/4. P. 142- 146.

123. Balaceanu M., Popovici C., Ceausescu N. Pavelescu G. Determination of plasma parameters and discharge characteristics in a low-pressure reflex discharge. // Rev. Roum. Phys. 1980. V. 25. No 7. P. 793 805.

124. Кучеренко E. Т., Саенко В. А. Отражательный разряд в слабом магнитном поле. // Журнал технической физики. 1967. Т. 37. Вып. 1. С. 112-117.

125. Adgur В., Temstroem U. Instabilities in Penning discharge. // Phys. Rev. Lett. 1964. V. 13. No l.P.5-7.136 .Allison J., Chambers B. Reflex discharge in argon using brush cathodes. // Electron. Lett. 1966. V. 2. No 12. P. 443 444.

126. Ткаченко В. Н., Тютюппик В. Б. Разряд с полым катодом в магнитном поле. // Журнал технической физики. 1972. Т. 42. Вып. 1. С. 67 70.

127. Ткаченко В. Н., Тютюнник В. Б. Експериментальне дослщження розряду з порожнистим катодом в магштному поль // Вюник Харювського ушверситету № 80. Радюф1зика i електрошка. 1972. Вып. 1. С. 127 132.

128. Сорокина В. М., Ткаченко В. М. Исследование влияния магнитного поля на разряд с никелевым цилиндрическим полым катодом в гелии. // Вестник Харьковского ун-та № 163. Радиофизика и электроника. 1978. Вып. 7. С. 83 — 84.

129. Pavelescu G., Ghita C., Balaceanu M. Experimental investigations of discharge characteristics and plasma parameters of a cylindrical cathode discharge in a magnetic field. II. Plasma parameters. // Beitr. Plasmaphys. 1984. V. 24. No 3. P. 237 -246.

130. Szczepanska H., Mizeraczyk J., Venzke D. On a transverse abnormal glow discharge between two cylindrical electrodes in nitrogen. // Acta Phys. Acad. Sci. Hung. 1981. V. 50. No 3. P. 263 273.

131. Szczepanska H., Venzke D., Mizeraczyk J. Study of a transverse abnormal glow discharge between two cylindrical electrodes in nitrogen. // Proc. of 15-th Int. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Minsk, 1981. Contrib. Pap. Part 2. S. 1. P. 765-766.

132. Gill W. D., Kay E. Efficient low pressure sputtering in a large inverted magnetron suitable for film synthesis. // Rev. Sci. Instrum. 1965. V. 36. No 3. P. 277 -282.

133. Кузьмичев А. И., Шендаков А. И. Влияние поперечного магнитного поля на концентрацию ионов в сверхплотном тлеющем разряде. // Изв. вузов Радиофизика. 1979. Т. 22. Вып. 7. С. 884 - 887.

134. Васильева Г. Г, Крейнделъ Ю. Е. Эффект полого катода в разряде типа Пеннинга низкого давления. // Журнал технической физики. 1969. Т. 39. Вып. 2. С. 298-301.

135. Груздев В. А., Крейнделъ Ю. Е., Троян О. Е. Инициирование разряда с холодным полым катодом газомагнетроном. // Журнал технической физики. 1980. Т. 50. Вып. 10. С. 2108-2111.

136. Grusdev V. A., Kreindel Yu. Е., Troy an О. Е. The cold hollow cathode discharge initiation at low pressure. // Proc. of 15-th Int. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Minsk, 1981. Contrib. Pap. Part 2. S. 1. P. 711-712.

137. Schmidt G. C. Der dunkle Kathodenraum. // Ann. der Phys. 1903. V. 12. No 11. P. 622 652.

138. Iova I., Dobre M., Katrib S. Effet «cathode creuse» en geometrie cylindrique en employant comme gaz He + H2. // Rev. Roum. Phys. 1979. V. 24. No 9. P. 931 -940.

139. Настич Ю. H., Абрамович Л. Ю. Энергии положительных ионов, приходящих на полый катод сверхплотного тлеющего разряда. // Журнал технической физики. 1972. Т. 42. Вып. 5. С. 1022 1026.

140. Грекова Г. В., Лапшин Е. И., Охматовский Г. В. Изменение структуры катодного слоя при переходе от аномального тлеющего разряда к тлеющему разряду с полым катодом. // Письма в ЖТФ. 1975. Т. 1. Вып. 6. С. 299 302.

141. Грекова Г. В., Лапшин Е. И., Охматовский Г. В. О массовом составе ионов в разряде с полым катодом. // Журнал технической физики. 1978. Т. 48. Вып. 9. С. 1979- 1981.

142. Iova /., Dobre М, loan A. Hollow effect with electronic and ionic injection. // Rev. Roum. Phys. 1980. V. 25. No 6. P. 657-661.

143. Dobre M., Iova I. Effect catodic cavitar in geometria catozilor cilindrici coaxiali in gas monoatomic. // St. Cere. Fiz. 1980. V. 32. No 8. P. 815 820.

144. Iova I, Ilie M, Dobre M. L' effet cavitaire en geometrie cylindrique a injections electronoque et ionique dans He et Ne. // An. Univ. Bucuresti. Fizica. 1981. V. 30, P. 19-23.

145. Iova /., Cher a I., Ganciu-Petcu M. On a pulsed hollow cathode discharge in cylindrical geometry. // Rev. Roum. Phys. 1984. V. 29. No 6. P. 519 524.

146. Sugawara M. et al. A hollow-cathode discharge as a cold uniform plasma source. //J. Phys. D: Appl. Phys. 1981. V. 14. No 9. P. L137 -L140.

147. Persson K.-B. Brush cathode plasma a well-behaved plasma. // J. Appl. Phys. 1965. V. 36. No 10. P. 3086 - 3094.

148. Musal H. M. An inverse brush cathode for the negative-glow plasma source. // J. Appl. Phys. 1966. V. 37. P. 1935 1937.

149. Тиманюк В. А., Ткаченко В. M., Тютюнник В. Б. Усиление тока в тлеющем разряде с плазменным полым катодом. // Вестник Харьковского ун-та № 180. Радиофизика и электроника. 1979. Вып. 8. С. 105 107.

150. Визирь А. В., Оке Е. М., Щанин П. М., Юшков Г. Ю. Несамостоятельный тлеющий разряд с полым катодом для широкоапертурных ионных источников. // Журнал технической физики. 1997. Т. 67. Вып. 6. С. 27 31.

151. Никитинский В. А., Журавлев Б. И. Разряд, контрагированный в скрещенных полях с холодным полым катодом. // Журнал технической физики. 1980. Т. 50. Вып. 2. С. 440-442.

152. Никитинский В. А., Журавлев Б. И. Условия существования разряда с холодным катодом, контрагированного в сктещенных полях // Журнал технической физики. 1982. Т. 52. Вып. 5. С. 880 883.

153. Никитинский В. А., Журавлев Б. И., Гапоненко А. Т. Двухкаскадный самостоятельный разряд низкого давления // Журнал технической физики. 1985. Т. 55. Вып. 8. С. 1637- 1639.

154. Paassen Н. L. L., Muly Е. С., Allen R. J. Electron beam phenomena associated with perforated wall hollow cathode discharges. // Proc. of the National Electronics Conference. 1962. V. 18. P. 590 596.

155. ПО. Paassen H. L. L., Muly E. C., Allen R. J. Cold hollow cathode discharge welding. // Proc. of the National Electronics Conference. 1962. V. 18. P. 597 600.

156. Geiger К. Ein neuer Effekt bei Glimmentladung in Argon. // Zeitschr. für Phys. 1937. V. 106. No l.P. 17-34.

157. Badareu E., Popescu /., Iova I. Beiträge zur Klärung des Mechanismus des Doppelkathodeneffektes. // Ann. der Phys. 1960. V. 5. P. 308 326.

158. Тиманюк В. А., Ткаченко В. М., Тютюнник В. Б. О механизме тлеющего разряда с цилиндрическим полым катодом. // Вестник Харьковского ун-та № 110. Радиофизика и электроника. 1974. Вып. 3. С. 110 113.

159. MA.Lompe А., Seeliger R., Wolter Е. Untersuchungen an Hohlkathoden. // Ann. der Phys. 1939. V. 36. No l.P. 9-37.

160. Little P. F., Engel A. The hollow-cathode effect and the theory of glow discharges. // Proc. Roy. Soc. 1954. V. A 224. P. 209 227.

161. Helm H. Experimental measurements on the current balance at the cathode of a cylindrical hollow cathode glow discharge. // Beitr. Plasmaphys. 1979. V. 19. No 4. P. 233-257.

162. Badareu E., Popescu I., Iova /. Beiträge zur Klärung des Mechanismus des Doppelkathodeneffektes. // Ann. der Phys. 1960. V. 5. P. 308 326.

163. Тиманюк В. А., Тютюнник В. Б. Сравнение характеристик тлеющего разряда с полым катодом из различных материалов. // Вестник Харьковского ун-та № 130. Радиофизика и электроника. 1975. Вып. 4. С. 78 80.

164. Popovici С., Somesan М., Nistor V. Beam-plasma instability in the hollow cathode discharge // Phys. Lett. 1966. V. 22. No 5. P. 587 588.

165. Popovici С., Somesan M., Nistor V. On the hollow cathode effect mechanism. // Ann. der Phys. 1967. V. 19. No 5/6. P. 225 233.

166. Popovici C. Contributii la studiul instabilitatii fascicul-plasma. // St. Cere. Fiz. 1968. V. 20. No 8. P. 805-845.

167. Кролл H., Трайвелпис А. Основы физики плазмы. M.: Мир, 1975.

168. Gheorghe V. N. VHF oscillations in a discharge with hollow cathode. // Internat. J. Electronics. 1971. V. 31. No 1. P. 65 76.

169. Rozsa K., Rubin G., Janossy M., Apai P. On the glow-to-arc transition in the high current A1 hollow cathode discharges. // Kozp. Fiz. Kut. Intez. 1982. No 97. 11 P.P.

170. Suginuma Y., Nogaki M. Flip-flop type transition (FFTT) between glow and arc discharges in air and in N г- I I Proc. of 15-th Int. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Minsk, 1981. Contrib. Pap. Part 2. S. 1. P. 767 768.

171. Tonegawa A., Takayama K. Special feature of the electron energy distribution function of a LaB6 hollow cathode in the glow-arc transition. // Phys. Lett. A. 1990. V. 144. No 3. P. 179- 182.

172. Langmuir I. The interaction of electron and positive ion space charges in cathode sheaths. // Phys. Rev. 1929. V. 33. No 6, P. 954 989.

173. Абрамович JI. Ю., Клярфелъд Б. Н., Настич Ю. Н. Сверхплотный тлеющий разряд с полым катодом. // Журнал технической физики. 1966. Т. 36. Вып. 4. С. 714-719.

174. Абрамович Л. Ю., Клярфелъд Б. Н., Настич Ю. Н. Коэффициент эффективности плазмы 5 сверхплотного тлеющего разряда. // Журнал технической физики. 1969. Т. 39. Вып. 7. С. 1251 1255.

175. Настич Ю. Н. Импульсный тлеющий разряд с полым катодом при большой плотности тока. // Кандидатская диссертация. 1973. М.: ВЭИ.

176. Аксенов И. И., Белоус В. А., Смирнов С. А. Исследование сильноточного тлеющего разряда с полым катодом. // Журнал технической физики. 1975. Т. 45. Вып. 8. С. 1717- 1724.

177. Крижановский В. И., Тихомиров Л. М., Шендаков А. И. Исследование импульсного сверхплотного разряда с полым катодом в магнитном поле. // Электронная техника. Серия 4. Электровакуумные и газоразрядные приборы. 1977. Вып. 1.С. 9-17.

178. Bloess D., Kamber I., Riege H. et al. The triggered pseudo-spark chamber as a fast switch and as a high-intensity beam source // Nuclear Instruments and Methods. 1983. V. 205. P. 173- 184.

179. Anders A., Anders S., Gundersen M., Martsinovskii A. M. Self-sustained self-sputtering. A possible mechanism for the superdense glow phase of a pseudospark. // IEEE Trans. Plasma Sci. 1995. V. 23. No 3. P. 275 282.

180. Месяц Г. А. Эктоны. Ч. 1. Екатеринбург: Наука, 1993.19в. Anders A., Anders S., Gundersen М. A. Model for explosive electron emission in a pseudospark "superdense glow". // Phys. Rev. Letters. 1993. V. 71. No 3. P. 364 -367.

181. Korolev Yu. D. et al. Limited current for a low-pressure pulsed glow discharge with hollow cathode. // 6 Int. Conf. on Modification of Materials with Particle Beams and Plasma Flows. Tomsk, 23 28 Sept., 2002: Proceedings. Томск. 2002. С. 117-120.

182. Сорокина В. М., Тиманюк В. А. Исследование электрических колебаний звуковой частоты в тлеющем разряде с цилиндрическим полым катодом. // Вестник Харьковского ун-та № 138. Радиофизика и электроника. 1976. Вып. 5. С. 91-93.

183. Сорокина В. М., Тиманюк В. А. Исследование низкочастотных колебаний в тлеющем разряде с цилиндрическим полым катодом в поперечном магнитном поле. // Вест. Харьковского ун-та № 227. Внутренние и внешние задачи электродинамики. 1962. С. 63 64.

184. Burrell C. F., Kunze H.-J. Two-photon absorbtion and stimulated Raman scattering on excited helium atoms in a plasma. // Phys. Rev. Lett. 1972. V. 29. No 21. P. 1445- 1449.

185. Hildebrandt J., Kunze H. Measurement of the spectrum of electric-field fluctuations in a plasma by laser-fluorescence spectroscopy. // Phys. Rev. Lett. 1980. V. 45. No 3. P. 183- 186.

186. Hildebrandt J. Voltage modulation in a pulsed hollow-cathode discharge and its relation to the occurrence of plasma satellites. // Phys. Lett. 1983. V. A 95. No 7. P. 365-368.

187. Hildebrandt J. Current spiking a new effect in the pulsed double-plate hollow cathode. // J. Phys. D: Appl. Phys. 1983. V. 16. No 6. P. 1023 - 1030.

188. Бронштейн И. M., Фрайман Б. С. Вторичная электронная эмиссия. М.: Наука, 1969.

189. Алхазов Г. Д. Ионизационный каскад нерелятивистских электронов в гелии. //Журнал технической физики. 1971. Т. 41. Вып. 12. С. 2513-2519.

190. Далгарно А. Атомные и молекулярные процессы. / Под ред. Д. Бейтса. М.: Мир, 1964, с. 552.

191. Хастед Дж. Физика атомных столкновений. М.: Мир, 1965.

192. Гречаный В. Г., Метель А. С. Влияние граничных условий на характеристики тлеющего разряда с полым катодом. // Журнал технической физики. 1982. Т. 52. Вып. 3. С. 442 445.

193. Глазунов В. Н., Метель А. С. О механизме потерь быстрых электронов в тлеющем разряде с осциллирующими электронами. // Физика плазмы. 1982. Т. 8. Вып. 5. С. 1099- 1104.

194. Metel A. S., Nastyukha А. /. Hollow cathode discharge in the transverse magnetic field with a foreign body in the cavity. // Proc. of 12-th Int. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Eindhoven, 1975. Contrib. Pap. Part 1. P. 100.

195. Metel A. S., Nastyukha A. I. Investigation of energy losses of fast electrons in the hollow cathode discharge plasma. // Proc. of 12-th Int. Conf. on Phenom. in Ionized Gases, Eindhoven, 1975. Contrib. Pap. Part 1. P. 99.

196. Глазунов В. Н., Метель А. С. Инверсия катодной полости тлеющего разряда в магнитном поле. // Журнал технической физики. 1981. Т. 51. Вып. 5. С. 932 -939.

197. Метель А. С. и др. Сильноточный генератор плазмы квазинепрерывного режима на основе тлеющего разряда с осциллирующими электронами. // VI Всес. симп. по сильноточной электронике. Тезисы докладов. Томск: ИСЭ СО АН СССР, 1986. Ч. 2. С. 88 90.

198. Никулин С. П. Влияние размеров анода на характеристики тлеющего разряда с полым катодом. // Журнал технической физики. 1997. Т. 67. Вып. 5. С. 43 47.

199. Метель А. С. Особенности установления квазистационарного состояния сильноточного тлеющего разряда с полым катодом при пониженных давлениях газа. // Журнал технической физики. 1986. Т. 56. Вып 12. С. 2329 -2339.

200. Мельник Ю. А., Метель А. С. Особенности генерации плазмы в источнике быстрых молекул с полым анодом снаружи его электростатической ловушки // Инженерная физика. 2005. Вып. 2. С. 26 29.

201. Гречаный В. Г., Метель А. С. Влияние магнитного поля на распределение тока по катоду в тлеющем разряде с осциллирующими электронами. // Теплофизика высоких температур. 1983. Т. 21. Вып. 6. С. 1071 1075.

202. Глазунов В. Н., Гречаный В. Г., Метель А. С. Тлеющий разряд в поперечном магнитном поле. // Журнал технической физики. 1982. Т. 52. Вып. 9. С. 1767-1772.

203. Метель А. С. Влияние ионизации в катодном слое на характеристики тлеющего разряда с осциллирующими электронами. I. Разряд с полым катодом. // Журнал технической физики. 1985. Т. 55. Вып. 10. С. 1928 1934.

204. Ховатсон А. М. Введение в теорию газового разряда. М.: Атомиздат, 1980.

205. Каминский М. Атомные и ионные столкновения на поверхности металла. М.: Мир, 1967.

206. Cousinie P., Colombie N. et al. Variation du coefficient d'emission électronique secondaire de quelques métaux avec Г energie des ions incidents. // Comptes rendus. 1959. V. 249. No 3. P. 387 389.

207. Глазунов В. H., Метель A. С., Юрин В. А. Сильноточный ионный источник квазинепрерывного режима с плазменными катодами. // VII Всес. симп. по сильноточной электронике. Тезисы докладов. Томск: ИСЭ СО АН СССР, 1988. Ч. 1.С. 116-118.

208. Григорьев С. Н., Мельник Ю. А., Метель А. С. Снижение катодного падения потенциала тлеющего разряда с электростатическим удержанием электронов при облучении катода электронами с энергией 0,5 2 кэВ // Инженерная физика. 2005. Вып. 3. С. 17 - 23.

209. Патент РФ № 2094896, кл. H01J 27/04. Источник быстрых нейтральных молекул / А. С. Метель, С. Н. Григорьев / Заявлено 25.03.96 // БИ. 1997. - № 30.

210. United States Patent No 6,285,025, Int. CI. HOIS 1/00; H01S 3/00. Source of fast neutral molecules I A. S. Metel, S. N. Grigoriev / PCT Filed Mar. 18, 1997 // Dated Sep. 4, 2001.

211. Гречаный В. Г., Метель А. С. Тлеющий разряд с полым катодом в вакуумном режиме катодной полости. // Теплофизика высоких температур. 1984. Т. 22. Вып. 6. С. 444-448.

212. Плешивцев Н. В. Катодное распыление. М.: Атомиздат, 1968.

213. Grigoriev S., Metel A. Plasma- and beam-assisted deposition methods. // Nanos-tructured thin films and nanodispersion strengthened coatings. / Kluwer Academic Publishers, Boston, Dordrecht, London. 2004. P. 147 154.

214. Grigoriev S., Melnik Yu., Metel A. Broad fast neutral molecule beam sources for industrial-scale beam-assisted deposition. // Surface and Coating Technology. 2002. V. 156. No 1/3. P. 44-49.

215. Метель А. С., Григорьев С. Н. Тлеющий разряд с электростатическим удержанием электронов: физика, техника, применения. М.: ИЦ МГТУ «Станкин», «Янус-К», 2005. - 300 С.