автореферат диссертации по электронике, 05.27.02, диссертация на тему:Генерация многозарядных ионов в нестационарных условиях горения вакуумного дугового разряда

Введение.2

Глава 1. Процессы генерации ионов металлов в плазме вакуумного дугового разряда.7

1.1. Зарядовое распределение ионов в обычных условиях горения дуги.

1.2. Методы повышения средней зарядности ионов.14

1.3. Измерения направленных скоростей ионов в плазме вакуумного дугового разряда.21

1.4. Выводы и постановка задач исследований.30

Глава 2. Генерация многозарядных ионов в плазме вакуумного дугового разряда при резком возмущении тока дуги.32

2.1. Методика и техника эксперимента.32

2.1.1. Экспериментальная установка.32

2.1.2. Использование времяпролетной методики для исследования масс-зарядового состава ионного пучка.35

2.2. Влияние скачка тока на зарядовое распределение ионов в плазме вакуумной дуги.38

2.3. Анализ полученных результатов.46

2.4. Выводы по главе 2.49

Глава 3. Исследования направленных скоростей ионов металлов плазмы вакуумной дуги.51

3.1. Скорости ионов в условиях низкого давления газа.51

3.2. Скорости ионов при повышенном давлении газа.63

3.3. Анализ результатов экспериментов.69

3.4. Выводы по главе 3.72

Глава 4. Генерация многозарядных ионов в плазме вакуумного дугового разряда при внешней инжекции электронов.73

123

4.1. Электронная пушка для инжекции электронного пучка в плазму вакуумной дуги.74

4.1.1. .Концепция электронной пушки.74

4.1.2. Конструкция и принцип работы электронной пушки.77

4.1.3. Экспериментальные исследования генерации электронного пучка.81

4.2. Исследование зарядового распределения ионов в плазме вакуумной дуги при воздействии электронного пучка.90

4.2.1. Экспериментальная установка.90

4.2.2. Результаты измерений зарядового состава плазмы вакуумной дуги при воздействии электронного пучка.93

4.2.3.Анализ экспериментальных результатов.103

4.3. Выводы по главе 4. .104

Неослабевающий интерес к исследованию вакуумного дугового разряда связан, прежде всего, с его использованием в сильноточных коммутаторах, ионно-плазменных технологиях и источниках заряженных частиц. Привлекательность вакуумной дуги для практических применений обусловлена уникальными возможностями генерации в разряде такого типа металлической плазмы высокой плотности.

Многогранность применений разряда определяет широкий спектр требований к его параметрам. В последнее время интерес к вакуумной дуге связан также и с возможностью генерации на ее основе сильноточных пучков многозарядных ионов. Повышение средней зарядности ионов делает возможным увеличение энергии ионного пучка при постоянном ускоряющем напряжении, а высокая эмиссионная способность катодного пятна вакуумной дуги позволяет получать интенсивные пучки ионов определенной зарядности, даже если их доля в плазме достаточно мала.

Зарядовое состояние ионов в плазме напрямую связано с энергией, необходимой для поддержания разряда. Поэтому в эксперименте наблюдается строгая корреляция между средней зарядностью ионов и напряжением горения дуги. В связи с этим, поиск новых методов поддержания в вакуумной дуге высокого напряжения горения, а, следовательно, и достижение более высокой средней зарядности, является актуальным.

Среднюю зарядность ионов в плазме вакуумной дуги можно повысить и при использовании внешних ионизаторов, к которым, в первую очередь, следует отнести ускоренный электронный поток с высокой плотностью тока. Проведенные ранее исследования влияния электронного пучка не дали однозначного положительного ответа о возможности многократной ионизации в присутствии электронного 3 пучка. Тем не менее, применение электронного пучка для повышения доли многозарядных ионов в плазме вакуумной дуги остается привлекательной задачей исследований.

Несмотря на многолетнюю историю интенсивного изучения вакуумного дугового разряда, в настоящее время не существует единого мнения об основных физических процессах в вакуумной дуге. Сложившаяся ситуация во многом связана с недостаточным количеством достоверных экспериментальных результатов. Одним из ключевых экспериментальных фактов, на котором могут быть проверены теоретические модели, является существование направленных струй (потоков) ионов, ускоренных в направлении анода. Однако, имеющиеся экспериментальные измерения направленных скоростей ионов также неоднозначны.

Параметры ионного пучка, извлеченного из плазмы вакуумного дугового разряда, плотность тока и, особенно, масс-зарядовый состав пучка несут в себе информацию об основных физических процессах в разряде. Поэтому привлечение эмиссионных методов для исследования фундаментальных процессов в вакуумном дуговом разряде, в частности для измерения направленной скорости ионов и выявление факторов, влияющих на эту скорость, также представляется актуальным.

Основными задачами настоящей работы являются:

1. Повышение средней зарядности ионов в плазме вакуумного дугового разряда на основе привлечения новых методов, связанных с сильным возмущением параметров плазмы дуги при внешнем воздействии, а именно в результате повышения напряжения горения при кратковременном повышении тока разряда или при инжекции в плазму дуги электронного пучка.

2. Привлечение эмиссионных методов исследования плазмы вакуумного дугового разряда, основанных на изучении отклика ионного тока при слабом возмущении плазмы, для измерения направленных 4 скоростей ионов.

Научная новизна работы заключается в том, что:

1. Показана возможность существенного повышения средней зарядности ионов в плазме вакуумного дугового разряда в результате возмущения ее параметров.

2. Установлено, что в условиях предельно низких давлений остаточного газа направленные скорости ионов, эмитированных катодным пятном вакуумной дуги в направлении анода, практически одинаковы для ионов различных зарядностей.

Научная и практическая ценность диссертационной работы состоит в том что:

- научные положения и выводы, сделанные на основании проведенных исследований, вносят вклад в понимание основных физических процессов в вакуумном дуговом разряде;

- результаты работы, направленные на увеличение средней зарядности ионов, были использованы при модификации ионного источника МЕУУА-У Национальной лаборатории Лоуренса, гор. Беркли, США, а также инжектора ионов ТИПр-1 в Институте теоретической и экспериментальной физики, гор. Москва.

Диссертационная работа состоит из четырех глав.

Первая глава носит обзорный характер и посвящена современному представлению о зарядовом распределении ионов в плазме вакуумной дуги. Рассмотрены вопросы корреляции средней зарядности ионов с напряжением горения разряда, а также методы поддержания высокого напряжения горения с целью увеличения доли многозарядных ионов в ионном пучке, извлекаемом из плазмы вакуумной дуги. В заключение сформулированы основные задачи исследований.

Вторая глава посвящена методике и технике экспериментов по генерации многозарядных ионов в плазме вакуумной дуги при резком возмущении тока разряда. Описаны экспериментальная установка и 5 методы измерения масс-зарядового состава ионного пучка, извлекаемого из плазмы дуги. Рассматривается влияние различных факторов, таких как сильное магнитное поле и «скачок» тока, на зарядовое распределение ионов.

В третьей главе представлены результаты измерения направленных скоростей ионов в плазме вакуумной дуги с использованием эмиссионных методов, а именно исследование отклика эмиссии ионов из плазмы на кратковременное возмущение тока разряда. Использовались два метода: «скачок» тока и его «обрыв». Скорости ионов в плазме вакуумного дугового разряда измерялись по времени задержки между возмущением тока дуги и реакцией тока эмиссии ионов из плазмы. При этом анализ эволюции токов ионов различных зарядностей позволял измерять направленные скорости каждого из зарядовых компонентов.

В четвертой главе приводятся результаты экспериментов по увеличению зарядности ионов плазмы вакуумной дуги при инжекции электронного пучка в плазму. Описываются конструкция и принцип работы как отдельно электронной пушки, так и совместно с ионным источником. Приводятся спектры ионов, извлеченных из плазмы.

На основании полученных результатов на защиту выносятся следующие научные положения:

1. Сильное возмущение вакуумного дугового разряда кратковременным «скачком» тока дуги, величина которого превышает ток основного разряда, а длительность импульса меньше времени релаксации параметров плазмы, обеспечивает эффективную генерацию многозарядных ионов металлов и, соответственно, повышение средней зарядности ионов, степень роста которой зависит от материала катода и составляет величину от 15 % до 45%. Наиболее вероятный механизм повышения средней зарядности ионов связан с повышением температуры ионизирующих плазменных электронов в результате возрастания напряжения на разрядном промежутке во время «скачка» тока. 6

2. Слабое возмущение вакуумного дугового разряда кратковременным «скачком» тока дуги или его резкий обрыв в сочетании с времяпролетной методикой измерения масс-зарядового состава плазмы позволяет определить направленные скорости движения ионов в плазме вакуумной дуги для каждого зарядового состояния. Эти скорости имеют порядок величины 06 см/с, они зависят от материала катода и при давлениях остаточного газа <105 Topp практически одинаковы для ионов различных зарядностей.

3. Инжекция интенсивного электронного пучка в плазму вакуумного дугового разряда приводит к эффективной генерации многозарядных ионов, особенно для материалов катода, обеспечивающих при горении дуги высокий уровень содержания паров в плазме, при этом наблюдаемое максимальное зарядовое состояние для ионов свинца возрастает с 2+ до 7+, а для ионов висмута с 2+ до 8+. 7

Результаты работы по увеличению средней зарядности ионов были использованы при модификации ионного источника MEVVA-V Национальной лаборатории Лоуренса, гор. Беркли, США, а также инжектора ионов ТИПр-1 в Институте теоретической и экспериментальной физики, гор. Москва.

Созданная в результате исследований электронная пушка применялась для проведения экспериментов по получению высокозарядных ионов тяжелых элементов для их дальнейшего использования в ускорителе ТИПр-1 (Институт теоретической и экспериментальной физики, гор. Москва).

Личный вклад автора состоит в создании экспериментальной установки, выборе методик эксперимента, проведении исследований и анализе их результатов. Автором самостоятельно выдвинуты защищаемые положения, сделаны выводы, которые вносят существенный вклад в понимание физических процессов в вакуумном дуговом разряде. Обсуждение задач исследований, методов их решения и результатов анализа экспериментальных данных проводились совместно с

109 соавторами, фамилии которых указаны в опубликованных по теме диссертации работах.

В заключение автор искренне благодарит Е.М. Окса и Г.Ю. Юшкова, под руководством которых была выполнена данная работа. Автор глубоко признателен старшему научному сотруднику Лаборатории плазменных источников В.И. Гушенцу, под руководством которого были проведены эксперименты, результаты которых представлены в главе 4, а также другим сотрудникам Лаборатории плазменных источников за помощь в проведении экспериментов.

110

Заключение

1. G. Brown. Applications of the MEVVA high current meytal ion source. //Nucl. Instrum. Methods В 24/25, pp. 841-844, (1987).

2. Ryabchikov A.I., Dektjarev S.V., Stepanov I.B. Metal vapor vacuum arc ionsource "Raduga" // Rev. Sei. Instrum., Vol. 65, n. 10, pp. 3126-3133, (1994).

3. Рябчиков А.И., Арзубов H.M., Дектярев C.B. Источник "Радуга-2" дляформирования управляемых по составу многоэлементных потоков ионов // ПТЭ, № 1, с. 171-173, (1991).

4. Рябчиков А.И. Многокомпонентные ионные пучки на основевакуумной дуги // Известия вузов. Физика, № 3, с. 34-52, (1994).

5. Рябчиков А.И., Арзубов Н.М., Насыров P.A. Формирование сложных иуправляемых по составу потоков ионов // ЖТФ, Т. 60, № 5, с. 106-111,(1990).

6. Рябчиков А.И., Арзубов Н.М., Насыров P.A. Управляемоеформирование сложных по составу ионных потоков // Тез. докл. VII Всес. симп. по сильноточной электронике, Томск, Т. 2, с. 225-227, (1988).

7. Brown I.G. Vacuum arc ion sources //Rev. Sei. Instrum., Vol. 65, n. 10,pp. 3061-3081,(1994).

8. И.Г. Блинов, A.M. Дороднов, B.E. Минаев и др. Обзоры поэлектронной технике, №7 (268), №8 (269). ЦНИИ "Электроника" М, (1974).1.l

9. A.M. Дороднов. В сб.: Физика и применение плазменныхускорителей, Минск (1974).

10. A.M. Дороднов. Технологические плазменные ускорители.//ЖТФ, 48,с 1858. (1978).

11. R.A. MacGill, M.R. Dickinson, A. Anders, O.R. Monteiro, and I.G.

12. Brown. Streaming metall plasma generation by vacuum arc plasma guns. //Rev.Sci. Instrum. 69,p 801, (1998).

13. The 100 kV gas and metal ion source for a high current ion implantation /

14. S.P. Bugaev, A.G. Nikolaev, E.M. Oks, P.M. Schanin and G.Yu. Yushkov. //Rev. Sci. Instrum. Vol. 63, n. 4, pp. 2422-2424, (1992).

15. The "TITAN"Ion Source. / S.P. Bugaev, A.G. Nikolaev, E.M. Oks, P.M.

16. Schanin and G.Yu. Yushkov. //Rev. Sci. Instrum. Vol. 65, n. 10. pp. 3119-3125, (1994).

17. Vacuum Arc Gas/Metal Ion Sources with a Magnetic Field. / A.G.

18. Nikolaev, E.M. Oks, P.M. Schanin and G.Yu. Yushkov. //Rev. Sci. Instrum. Vol. 67, n. 3, pp. 1213-1215, (1992).

19. Вакуумные дуги. Под ред. Лафферти Дж.//М.: Мир, (1982).

20. Лунев В.М., Овчаренко В.Д., Хороших В.М. Исследования некоторыххарактеристик плазмы вакуумной металлической дуги. I //ЖТФ, Т. 47, №7, с. 1486-1490,(1977).

21. Anders S., Anders A. Frozen state of ionization in a cathodic plasma jet ofa vacuum arc. //J. Phys. D.: Appl. Phys., Vol. 21, n. 1, pp. 213-215, (1998).

22. Anders A., Anders S., Juttner В., Luck H. High-resolution imaging ofvacuum arc cathodes spots. //IEEE Trans. Plasma Sci. Vol. 24, n. 1, pp. 69-70,(1996).

23. Anders A. The Periodic Table of vacuum arc charge state distribution.

24. Phys. Rev. E. Vol. 55, n. 4, pp. 969-981, (1997).112

25. Кринберг И.А., Зверев Е.А. Пространственная структура катодных плазменных струй в вакуумной дуге.// Физика плазмы. Е.25. Т.1, с. 88-95, (1999).

26. Кесаев И.Г. / Катодные процессы электрической дуги. М.: Наука,1968).

27. R.L. Boxman, P.J. Martin, and D.M. Sanders, (eds), Vacuum Arc Scienceand Technology, New York: Noyes, (1995).

28. H. C. Miller. Measurements on particle fluxes from ds vacuum arcssubjected to artifical current zeroes. //J. Appl. Phys., Vol. 43, pp. 2175-2181,(1972).

29. I.G.Brown, J.E. Galvin, and R.A.MacGill. High current ion source. //Appl.

30. Phys. Lett. Vol. 47, pp. 358-360, (1985).

31. I.G.Brown. The metal vapor vacuum arc (MEVVA) high current ionsource. //IEEE Trans. Nucl. Sci, Vol. NS-32, pp. 1723-1727, (1985).

32. I.G.Brown, J.E. Galvin, B.F. Gavin, and R.A.MacGill. Metal vaporvacuum arc ion source. //Rev. Sci. Instrum., Vol. 57, n. 6, pp. 1069-1084, (1986).

33. I.G.Brown, J.E. Galvin, R. Keller, P. Spaedtke, R.W. Mueller, and J. Bolle.

34. Transport and acceleration of hight current uranium ion beams. //Nucl. Instrum. Methods. A 245, p 217, (1986).

35. S. Humphries, Jr, M. Savage, and D.M. Woodall. High current densityplasma cathode. //Appl. Phys. Lett. Vol. 47, pp 468-470, (1985).

36. C. Burkhart, S. Coffey, G. Cooper, S Humphries, Jr, L.K. Len, A.D.1.gan, M. Savage, and D.M. Woodall. Vacuum arc arrays for intense metal ion beam injectors. //Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Vol. В 10/11, pp. 792-795,(1985).

37. S. Humphries, C. Burkhart, S. Coffey, G. Cooper, L.K. Len, M. Savage,

38. D.M. Woodall, H. Ruttkowski, H. Oona, and R. Shurter. Grid-controlled extraction of pulsed ion beams. //J. Appl. Phys. n 59, p 1970, (1986).113

39. L.K. Len, С. Burkhart, G.W. Cooper, S Humphries, Jr., M. Savage, and

40. D.M. Woodall. Generation and measurements of ion species from vacuum arcs. //IEEE Trans. Plasma Sci. PS-14, pp. 256-260, (1986).

41. RJ. Adler and S.T. Picraux. Repetitively pulsed metal ion beams for ionimplantation. //Nucl. Instrum. n. 6, p 123, (1985).

42. И.Г. Блинов, A.M. Дороднов, B.E. Минаев и др. Обзоры поэлектронной технике, №7, (с. 268) №8, (с. 269). ЦНИИ"Электроника", М. (1974).

43. A.M. Дороднов. Промышленные плазменные установки. Учебноепособие. Изд. МВТУ им. Н.Э. Баумана, М. (1976).

44. Lafferty J.M., Vacuum gap device with metal ionizable species evolvingtriggering assembly, U.S. Patent 3,465,205 (1969).

45. Goody C. P., Coaxial electric arc discharge devices, U.S. Patent 3, 719,8521973).

46. Davis W.D., Miller H.C. Analysis of the electrode products emitted by dcarcs in vacuum ambient. //J. Appl. Phys. Vol. 40, n. 5, pp. 2212-2221, (1969).

47. Плютто A.A., Рыжков B.B., Капин A.T. Высокоскоростные потоки плазмы вакуумных дуг. //ЖЭТФ. Т.47, с. 494-507, (1964).

48. Лунев В.М., Падалка В.Г., Хороших В.М. Исследование некоторыххарактеристик плазмы вакуумной металлической дуги. II //ЖТФ Т.47, № 7, с. 1491-1495, (1977).

49. Хороших В.М., Аксенов И.И., Коновалов И.И. О структуреплазменных струй, генерируемых катодным пятном вакуумной дуги. //ЖТФ Т. 58, № 6, с. 1220-1226, (1988).114

50. Kutzner J., Miller H. Ion flux from the cathode region of a vacuum arc.

51. EE Trans. Plasma Sci. Vol. 17, n. 5, pp. 688-694, (1989).45. .G. Brown, B. Feinberg, and J.E. Galvin. Multiply stripped ion generation in the metal vapor vacuum arc. //J. Appl. Phys., Vol 63, pp. 4889-4898, (1988).

52. Brown I.G., Galvin J.E., MacGill R.A., Wright R.T. Improved time-offlight charge state diagnostic. //Rev. Sci. Instrum. Vol. 58, pp. 1589-1592, (1987).

53. G. Brown, J.E. Galvin, R.A. MacGill, and M.W. West. Multiply charge metal ion beam. //Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Vol. В 43, pp. 455-458,(1989).

54. Литвинов E.A., Месяц Г.А., Парфенов А.Г. О природе цикличностивзрывной электронной эмиссии. //ДАН СССР Т.279. № 4, с. 864-866, (1984).

55. Литвинов Е.А., Месяц Г.А., Парфенов А.Г. Об особенностях переходаметалл-плазма в начальной стадии взрывоэмиссионного цикла на катоде. //ДАН СССР Т.320. № 2, с. 319-321, (1991).

56. Anders A., Schulke Т. Predicting ion charge states of vacuum arc plasmas.

57. XVIIth Int. Sypm. Discharges and Electrical Insulation Vacuum, Berkeley, (1996).

58. E.Oks, P.Spadtke, H. Eming, and B.H.Wolf. Ion beam noise reduction method for the Mewa ion source. //Rev.Sci.Instrum. 65, p. 3109, (1994).

59. P.Spadtke, H. Eming, and B.H.Wolf. Influence of gas added to Mewadischarge on extracted ion beam. //Rev.Sci.Instrum. 65, p. 3113, (1994).

60. F.J.Paoloni, and I.G.Brown. Some observation of the effect of magneticfield and arc current on the vacuum arc ion charge state distribution. // Rev.Sci.Instrum.66(7), (1995).

61. E. Oks. Development of vacuum arc ion sources for heavy ion acceleratorinjectors and ion implantation technology. //Rev. Sci. Instrum., Vol. 69, n. 2, pp. 776-781,(1998).115

62. E.Oks, I.G.Brown, M.R.Dickenson, R.A.MacGill, H.Eming, P.Spadtke and

63. B.H.Wolf. Elevated ion charge states in vacuum arc plasmas in magnetic field. //Apll.Phys.Lett.67(2), pp. 200-202, (1995).

64. E.Oks, I.G.Brown, M.R.Dickenson, and R.A.MacGill. Upgrade of avacuum arc ion source using a strong pulsed magnetic field. //Rev.Sci.Instrum. 67(3), pp. 959-961, (1996).

65. I.G.Brown, M.R.Dickenson, and R.A.MacGill. Influence of a strongmagnetic field on thecharge state distribution of ions in vacuun arc plasma. //Proc.l7th Intern.Symp.on Discharges and Electric Insulationin Vacuum, Berkeley,USA, pp. 137-140, (1996).

66. А.Г.Николаев, Е.М.Окс, Г.Ю.Юшков. Зарядовое распределение ионовв плазме вакуумного дугового разряда в сильном магнитном поле. //ЖТФ, Т 68, № 5, с. 39-43, (1998).

67. A.Andres, S.Andres, B.Juttner, and I.G.Brown. Time dependens of vacuumarc parameters. //IEEE Trans.on Plasma Sci. Vol. 21, n. 3, pp. 305-311, (1993).

68. A.Andres, I.G.Brown, R.A.MacGill, andM.R.Dickenson. High ion chargestates in a high-current,short-pulse,vacuum arc ion source. //Rev.Sci. Instrum. 67(3), (1996).

69. E.M.Oks, A.Andres, I.G.Brown, M.R.Dickenson, and R.A.MacGill. Ion charge state distribution in high current vacuum arc plasmasin magnetic field. //IEEE Trans.on Plasma Sci. Vol. 24, n. 3, pp. 1174-1183, (1996).

70. G.Yu. Yushkov and A. Anders. Effect of the pulse repetition rate on thecomposition and ion charge state distribution of pulsed vacuum arc. //IEEE Trans. Plama Sci. Vol. 26, n. 2, pp. 220-226, (1998).

71. Abdullin E.N., Bazhenov G.P. Influence of current rise velocity of themass-charge state distribution of vacuum arc plasma. // Proc. 18th Symp. on Discharge and Electric Insulation in Vacuum, Eindhoven, The Netherland, Vol. 1, pp. 207-210, (1998).116

72. Месяц Г.А. Эктоны в вакуумном разряде: пробой, искра, дуга. -М.:1. Наука, -424с., (2000).

73. Д.И. Проскуровский, В.Ф. Пучкарев. Реакция вакуумного дуговогоразряда на скачок тока // ЖТФ, Т 51, № 11, с. 2277-2282, (1981).

74. E.D.Donets. Electron beam ion sourses in the reflex mode of operationreview and progress report). //Rev. Sci. Instrum., Vol. 71, n. 2, pp. 810-815,(2000).

75. E.D. Donets, in Physycs and Technology of Ion Sources, edd. By I.G.

76. Brown Wile, New York, p. 267, (1998).

77. B.A. Баталин и др. Препринт ИТЭФ 37-91, Москва 1991. Вакуумнодуговой источник ионов металлов.

78. В.А. Баталин и др. Препринт ИТЭФ 18-93, Москва 1993. Получениевысокозарядных ионов в вакуумно-дуговом источнике ионов металла (ВДИИМ) с каналом дрейфа плазмы и электронным пучком от независимой электронной пушки.

79. В.А. Баталин и др. Препринт ИТЭФ 33-94, Москва 1994. Вакуумнодуговой источник ионов металла (ВДИИМ) с внешним электронным пучком и каналом дрейфа для генерации высокозарядных ионов.

80. В.А. Баталин. Препринт ИТЭФ 27-97, Москва 1997. Сравнительный анализ времяпролетного и магнитного измерений спектра ионов урана на выходе инжектора ускорителя ТИПр-1 с источником ионов типа E-MEVVA.

81. A. Hershcovitch and В.М. Johnson, F. Liu, A. Ansders, and I.G. Brown.

82. Results from energetic electron beam metal vapor vacuum arc and Z-discharge plasma metal vapor vacuum arc: Development of new sources of intense highb charge state heavy-ion beams. // Rev. Sci. Instrum. Vol. 69, n. 2, pp. 798-800,(1998).

83. Gushenets V.I., Koval N.N., Schanin P. M. Generation of pulse electronbeam with high density in plasma emitter source. // Proc. of IV117

84. Symphosium on High Current Electronics, Tomsk, Vol. 2, pp. 102-104, (1982).

85. Галанский В.Л., Крейндель Ю.Е., Оке E.M. Возможность диагностикиприэлектродных слоев по эмиссионным характеристикам плазмы. // Теплофизика выссоких температур, Т 27, с. 813-814, (1989).

86. Tanberg R. On the cathode of an arc drawn in vacuum. //Phys. Rev. Vol.35, pp. 1080-1089,(1930).

87. Tanberg R., Berkey W.E. On the temperature of cathode in vacuum arc. //

88. Phys. Rev. Vol. 35, p. 1080, (1930).

89. Kobel E. Pressure and high velocity vapor, jets at cathodes of a mercuryarc. //Phis. Rev. Vol. 36, n. 11, pp. 1636-1638, (1930).

90. Kutzner J. and Miller H.C. Integrated ion flux emitted from the cathodespot region of a diffuse vacuum arc // J. Phys. D.: Appl. Phys. Vol. 25, pp. 686-693,(1992).

91. Tsuruta K. and Yamazaka N. Residence time of metal ion generated frommicrosecond vacuum arcs. // IEEE Trans. Plasma Sci. Vol. 21, n. 5. pp. 426-430, (1993).

92. Tsuruta K., Yamazaka N., and Watanabe G. Residence time charge state ofsilver and zinc ions generated from microsecond vacuum arcs. // IEEE Trans. Plasma Sci. Vol. 22, n. 4, pp. 486-490, (1994).

93. Tsuruta K., Sekiya K., and Watanabe G. Velocities of cooper and silverions generated from an impulse vacuum arc. // IEEE Trans. Plasma Sci. Vol. 25, n. 4, pp. 603-608, (1997).

94. Volkov N.B., Nemirovskii A.Z. The ionic composition of the non-idealplasma produced by a metallic sphere isothermally expanding into vacuum// J. Phys. D: Appl. Phys. Vol. 24, n. 3, pp. 693-700, (1991).

95. Nemirovskii A.Z., Litvinov E.A. Dynamics of phase transition in thecathode spot of vacuum arc. //Proc 12th Symp. on High Current Electronics. Tomsk. Russia, pp. 60-62, (2000).118

96. Любимов Г.А. О механизме ускорения катодных струй пара.// ДАН. Т.225. № 5. с. 1045-1048, (1975).

97. Wieckert С. A multicompanent theory of the cathodic plasma jet invacuum arcs. // Contrib. Plasma Phys. Vol. 27, n. 5, pp. 309-330, (1987).

98. Кринберг И.А., Луковникова М.П., Паперный В.Л. Стационарноерасширение токонесущей плазмы в вакуум.//ЖЭТФ. Т. 97. №3, с. 806-820, (1990).

99. A.S. Bugaev, V.I. Gushenets, A.G. Nikolaev, E.M. Oks and G.Yu.

100. A.S. Bugaev, E.M. Oks, and G.Yu. Yushkov, A.Anders, and I.G. Brown.

101. Enhanced ion charge states in vacuum arc plasmas using a "current spike" method. //Rev. Sci. Instrum.,Vol. 71, n. 2, pp. 701-703, (2000).

102. I.G. Brown, J.C. Kelly. A new method for ion charge state analysis. //

103. Appl. Phys., Vol. 63, pp. 254-258, (1988).

104. A. Anders. Ion charge state distribution of vacuum arc plasmas: The originof species. //Phys. Rev. E, Vol. 55, pp. 969-981, (1997).

105. A. Anders. Plasma fluctuation, local partial Saha equilibrium, and thebroadening of vacuum-arc ion charge distributions. //IEEE Trans. Plasma Sci., Vol. 27, pp. 1060-1067, (1999).

106. D. L. Shemlev. Calculation of the plasma parameters of the vacuum arc inan axial magnetic field. //Proc. XlXth International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, Xi'an,P.R. China, Vol 1, pp. 218-221, (2000).

107. George Yushkov, Measurement of directed ion velocity in vacuum arcplasmas by arc current perturbation methods // Proc. XlXth Intern. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, Xi'an,P.R. China, Vol.1, pp. 260-263, (2000).119

108. Исследование ионного пучка источника "Титан" времяпролетныммасс-спектрометром./ A.C. Бугаев, В.И. Гушенец, А.Г. Николаев, Е.М. Оке, Г.Ю. Юшков // Физика. Известия ВУЗов, № 2, с. 21-28, (2000).

109. Месяц Г.А. Эктоны. Т.2. Екатеринбург: Наука, (1994).

110. A.B. Козырев, Королев Ю.Д., Шемякин И.А. Процессы в катоднойобласти дугового разряда низкого давления, // Физика: Изв. Вузов. Т. 37, № 3, с. 5-23,(1994).

111. A.V. Bolotov, A.V. Kozurev, Yu.D. Korolev, Physical model of lowcurrent density vacuum arc // IEEE Trans. Plasma Sei., Vol. 23, n. 6, pp. 884-892, (1995).

112. О механизме ускорения ионов в плазме вакуумного дугового разряда.

113. Г.Ю. Юшков, A.C. Бугаев, И.А. Кринберг, Е.М. Оке // ДАН, Т. 378, № 1, с. 41-43, (2001).

114. Г.А. Месяц, С.А. Баренгольц / О параметрах ионного потока в вакуумных дугах. // Физика. Известия ВУЗов, № 9, (в печати), (2001).

115. Месяц Г.А., Проскуровский Д.И. Импульсный электрический разряд в вакууме. Новосибирск: Наука, (1984).

116. E.D. Donets. Historical review of electron beam ion sources. //Rev. Sei. Instrum., Vol. 69, № 2, pp. 614-619, (1998).

117. V.A. Batalin, J.N. Volkov, T.V. Kulevoy and S.V. Petrenko. //Rev. Sei. Instrum., Vol. 65, № 2, pp. 3104-, (1994).

118. M. Незлин. Динамика пучков в плазме. М. (1982).

119. Н.И. Зайцев, И.С. Кулагин, В.Е. Нечаев. О влиянии потока ионов из коллекторной плазмы на формирование сильноточного электронного пучка в коаксиальном диоде с магнитной изоляцией.//Физика плазмы, Т 7, № 4, с. 779-783, (1981).

120. В. Гапонов. Электроника. Часть 1, М. (1960).

121. Бугаев А.С., Гушенец В.И., Николаев А.Г., Оке Е.М., Юшков Г.Ю. Исследование направленных скоростей ионов в вакуумном дуговом разряде эмиссионными методами // ЖТФ, Т 70, Вып. 9, с. 37-43, (2000).

122. A. Bugaev, V. Gushenets, G. Yushkov, E. Oks, T. Kulevoy, A. Hershcovitch and В. M. Johnson / Electron-beam enhancement of ion charge state fractions in the metal-vapor vacuum-arc ion source. //Appl. Phys. Lett. V.79, № 7, pp. 919-921, (2001).

123. A.Bugaev, E.Oks, G.Yushkov, A.Anders, I.Brown / Enhanced Ion Charge State in Vacuum Arc Plasmas using a "Current Jupm" Method // 8th Intern. Confer, on Ion Source, Kyoto, Japan, September 6-10, Abstracts., P.P-025, (1999).

124. Bugaev, A.S.; Oks, E.M.; Yushkov, G.Yu.; Brown, L.G. Generation of high charge state ions in vacuum arc ion sources by a "current jump" method.// Proceedings of 26th International Conference on Plasma Science, Monterey, CA, USA, 20-24 June, (1999)