автореферат диссертации по электронике, 05.27.02, диссертация на тему:Источники широкоапературных пучков ионов газов и металлов на основе дугового и тлеющего разрядов при пониженном давлении

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ГЕНЕРИРОВАНИЕ ИОННЫХ ПУЧКОВ НА ОСНОВЕ РАЗРЯДОВ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ С ХОЛОДНЫМИ КАТОДАМИ.

1.1. вакуумный дуговой разряд в источниках ионов металлов.

1.1.1. Методы получения пучков ионов металла в источниках на основе вакуумного дугового разряда.

1.1.2. Распределение ионов плазмы вакуумного дугового разряда по зарядам и скоростям.

1.1.3. Влияние магнитного поля и давления газа на параметры плазмы в вакуумных дуговых ионных источниках.

1.2. Тлеющий разряд с полым катодом для генерации пучков ионов газов.

1.2.1. Физические особенности процессов генерации плазмы.

1.2.2. Сильноточный тлеющий разряд с полым катодом в источниках заряженных частиц.

1.3. Источники ионов на основе разрядов низкого давления.

1.3.1. Источники ионов на основе дугового разряда с катодным пятном.

1.3.2. Источники заряженных частиц на основе разряда с полым катодом.

1.4. Выводы и постановка задач исследований.

ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ И

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ РАЗРЯДОВ НИЗКОГО ДАВЛЕНИЯ С

ХОЛОДНЫМИ КАТОДАМИ.

2.1. Методика исследований параметров плазмы разрядов.

2.1.1. Особенность зондовой методики измерения параметров плазмы.

2.1.2. Исследование масс-зарядового состава плазмы.

2.2. Тлеющий разряд с внешней инжекцией электронов в катодную полость.

2.2.1. Газоразрядная система с внешней инжекцией электронов.

2.2.2. Особенности инжекции электронов в плазму разряда.

2.2.3. Влияние конфигурации электродов на разряд и параметры плазмы.

2.3. Вакуумный дуговой разряд.

2.3.1. Генерация плазмы в разрядных системах на основе вакуумной дуги.

2.3.2. Эмиссионный метод исследования параметров плазмы вакуумного дугового разряда.

2.4. Выводы.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЯ НАПРАВЛЕННЫХ СКОРОСТЕЙ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ ПЛАЗМЫ ВАКУУМНОГО ДУГОВОГО РАЗРЯДА

ЭМИССИОННЫМИ МЕТОДАМИ.

3.1. Исследование влияния заряда ионов на их направленную скорость в плазме.

3.1.1. Направленные скорости ионов в условиях низкого давления газа.

3.1.2. Скорости ионов при повышенном давлении газа.

3.2. Исследование направленных скоростей ионов для различных материалов катодов.

3.2.1. Влияние напряжения горения вакуумной дуги на направленную скорость ионов.

3.2.2. Скорости ионов различных материалов катодов.

3.3. Анализ результатов экспериментов и их сравнение с существующими моделями ускорения ионов.

3.4. Выводы.

ГЛАВА 4. ГЕНЕРАЦИЯ МНОГОЗАРЯДНЫХ ИОНОВ МЕТАЛЛОВ В ПЛАЗМЕ ВАКУУМНОЙ ДУГИ.

4.1. Генерация многозарядных ионов в вакуумной дуге с сильным магнитным полем.

4.2. Генерация многозарядных ионов при нестационарных процессах ионизации в плазме вакуумной дуги.

4.2.1. Особенности разрядных устройств для исследования зарядового распределения в условиях нестационарных процессов.

4.2.2. Увеличение зарядности ионов при приложении дополнительного импульса тока вакуумной дуги.

4.2.3. Зарядовое распределение ионов при сочетании дополнительных импульсов тока с внешним магнитным полем.

4.2.4. Исследование влияния повторяющихся «скачков» тока на зарядовое распределение ионов металла.

4.3. Использование электронного пучка для многократной ионизации в вакуумной дуге.

4.4. Выводы.

ГЛАВА 5. ГЕНЕРАЦИЯ ИОНОВ ГАЗА В ВАКУУМНОМ ДУГОВОМ РАЗРЯДЕ.

5.1. Исследование процессов в плазме вакуумного дугового разряда, приводящих к появлению ионов газовых примесей.

5.1.1. Влияние давления газа на масс-зарядовое распределение ионов в плазме дугового разряда.

5.1.2. Влияние состояния поверхности электродов на появление ионов примесей.

5.2. Генерация широкоапертурных пучков ионов газа и металла с регулируемым соотношением компонентов.

5.2.1. Исследование генерации ионов в разрядной системе на основе двух независимых дуговых разрядов.

5.2.2. Генерирование пучков ионов газа и металла на основе вакуумного дугового разряда в магнитном поле.

5.3. Инициирование вакуумного дугового разряда газоразрядной плазмой.

5.4. Выводы.

ГЛАВА 6. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНЕЙ ИНЖЕКЦИИ ЭЛЕКТРОНОВ НА ПАРАМЕТРЫ РАЗРЯДА С ПОЛЫМ КАТОДОМ И ЕГО ИОННО-ЭМИССИОННЫЕ СВОЙСТВА.

6.1. Влияние инжекции электронов на параметры тлеющего разряда с полым катодом.

6.1.1. Инициирование разряда.

6.1.2. Область рабочих давлений разряда.

6.1.3. Напряжение горения разряда.

6.1.4. Влияние инжекции электронов на параметры разряда в условиях отбора ионов из плазмы.

6.1.5. Масс-зарядовый состав ионного пучка.

6.2. Предельные параметры разрядной системы с полым катодом.

6.3. Формирование и транспортировка пучков ионов при низком давлении газа.

6.3.1. Особенности использования различных ускоряющих систем для формирования пучков ионов.

6.3.2. Особенности транспортировки ионного пучка.

6.4. Выводы.

ГЛАВА 7. ИСТОЧНИКИ ШИРОКОАПЕРТУРНЫХ ИОННЫХ ПУЧКОВ И ИХ ПРИМЕНЕНИЯ.

7.1. Источники ионов на основе вакуумной дуги.

7.1.1. Источник ионов на основе вакуумной дуги, инициируемой пеннинговским разрядом в сильном магнитном поле.

7.1.2. Модернизация вакуумных дуговых ионных источников типаМеууа.

7.1.3. Модернизация ионного источника "Титан".

7.1.4. Поперечное извлечение ионного пучка из плазмы вакуумной дуги.

7.2. Ионный источник на основе тлеющего разряда с полым катодом и внешней инжекцией электронов.

7.3. Некоторые применения ионных источников.

7.3.1. Применение пучков ионов газов и металлов, генерируемых источниками на основе вакуумного дугового разряда.

7.3.2. Применение устройств на основе тлеющего разряда с полым катодом и внешней инжекцией электронов.

7.3.3. Исследование вторичной ионно-электронной эмиссии ионов металлов.

7.4. Выводы.

В настоящее время одной из наиболее перспективных и интенсивно развивающихся областей применения ионных пучков является технологическое направление, основанное на воздействии ускоренных потоков ионов на поверхность различных материалов. В результате использования технологий ионной имплантации или ионно-ассистируемого нанесения покрытий открываются новые возможности создания соединений и сплавов методом, целенаправленно изменяющим параметры и функциональные свойства поверхности. Появление этого направления привело к созданию нового класса технологических ионных источников, отличающихся простотой конструкции, надежностью, высокой производительностью и относительно низкой стоимостью. Как правило, в таких источниках используются тлеющие и дуговые разряды с «холодными» катодами, а ионный пучок не сепарируется.

Развитие технологий поверхностной модификации материалов требует непрерывного совершенствования существующих и создания принципиально новых источников ионов. С другой стороны, более высокие параметры ионных пучков и более широкие функциональные возможности источников ионов открывают новые области применения для таких технологий.

Одним из перспективных направлений дальнейшего совершенствования ионных источников является повышение средней зарядности ионов в пучке, что делает возможным увеличение энергии ионов без соответствующего повышения ускоряющего напряжения. Наибольший интерес представляет решение данной проблемы для источников ионов металлов на основе вакуумной дуги. Среднюю зарядность ионов плазмы данного вида разряда можно повысить за счет увеличения энерговклада в плазму в результате как повышения напряжения горения разряда, так и за счет инжекции в плазму электронного пучка с высокой плотностью тока. Значительное повышение зарядности ионов важно и для традиционного применения таких ионных источников в качестве инжекторов ускорителей тяжелых ионов. Привлекательным представляется также обеспечение генерации в одном источнике двухкомпонентных пучков ионов газа и металла, что существенно расширяет функциональные возможности устройства, в том числе и за счет создания в приповерхностном слое соединений типа нитридов или оксидов.

Стабильность, высокая плотность тока, простота технической реализации делают тлеющий разряд с полым катодом привлекательным для его применения в источниках ионов газов технологического назначения. Вместе с тем, даже в условиях оптимальной геометрии разрядной системы низковольтная форма тлеющего разряда с полым катодом может существовать лишь при относительно высоких давлениях, что ограничивает область применения ионных источников такого типа. Одним из возможных путей понижения минимального рабочего давления тлеющего разряда с полым катодом является внешняя инжекция в катодную полость электронов с энергией, достаточной для эффективной ионизации газа. Поскольку электронный компонент катодного тока тлеющего разряда не превышает 10 %, то относительно небольшой ток инжектируемых в плазму разряда электронов может оказывать существенное влияние на его параметры.

В технологических ионных источниках распыление катода тлеющего разряда, так же как и ионизация остаточного газа при горении вакуумной дуги, приводит к появлению в пучках ионов примесей. Несмотря на то, что в процессах ионной модификации конструкционных материалов требования к «чистоте» пучка не столь критичны, однако и в этом случае уровень содержания ионов примесей все же должен быть ограничен. Поэтому поиск методов снижения доли примесей, вместе с обеспечением надежного и стабильного инициирования разрядов при низких давлениях представляются важными задачами.

В связи с вышеизложенным, тематика диссертационной работы, направленная, в конечном счете, на создание новых и совершенствование существующих ионных источников, отвечающих современным требованиям технологий модификации поверхностных свойств материалов, представляется актуальной.

Цель работы состояла в создании принципиально новых и совершенствовании существующих широкоапертурных источников интенсивных пучков ионов газов и металлов на основе разрядных систем с использованием дугового и тлеющего разрядов низкого давления с повышенной средней зарядностью ионов, возможностью генерации двухкомпонентных пучков ионов газов и металлов, расширенным диапазоном рабочих давлений, низким уровнем примесей, высокой стабильностью, надежностью, увеличенным ресурсом и рядом других параметров, в наиболее полной степени отвечающих требованиям современных применений ионных источников как в прикладных, так и в фундаментальных областях исследований.

Научная новизна работы заключается в том, что впервые:

1. Проведены комплексные исследования процессов генерации многозарядных ионов в источниках на основе вакуумной дуги. Определены условия, обеспечивающие достижение максимальной средней зарядности ионов для большинства проводящих элементов периодической таблицы.

2. Выявлены основные закономерности получения в ионных источниках на основе дугового разряда двухкомпонентных пучков ионов газа и металла с высокой степенью регулирования их долевого соотношения.

3. Детально исследованы процессы возбуждения катодного пятна вакуумной дуги с использованием вспомогательных разрядов в скрещенных ЕхН полях в области предельно низких давлений.

4. С привлечением эмиссионных методов измерены направленные скорости ионов в плазме вакуумной дуги для практически всех материалов катодов.

5. Существенно расширен диапазон рабочих давлений в область низких давлений и снижено напряжение горения тлеющего разряда с полым катодом.

Научная и практическая ценность работы состоит в том, что:

1. Результаты проведенных комплексных исследований вакуумного дугового разряда, а также тлеющего разряда с полым катодом и внешней инжекцией электронов вносят существенный вклад в понимание физических процессов генерации плазмы в разрядных системах с холодными катодами при низком давлении и процессов эмиссии ионов из плазмы.

2. Решена крупная научно-техническая задача, заключающаяся в создании принципиально новых и существенном совершенствовании известных типов источников ионов, обеспечивающих генерацию пучков с рекордными параметрами, обладающих более широкими функциональными возможностями и улучшенными эксплуатационными характеристиками.

3. Полученные результаты могут быть использованы в других устройствах, имеющих аналогичные разрядные структуры, а именно: в ионно-плазменных напылительных установках, в сильноточных коммутаторах, в плазменных инжекторах, в плазменных источниках электронов.

Содержание диссертации Диссертация включает в себя 7 разделов, в которых изложены:

- анализ современного состояния проблемы и задачи исследований;

- методика и техника экспериментальных исследований разрядов низкого давления с холодными катодами;

- исследования направленных скоростей ионов металлов плазмы вакуумного дугового разряда, выполненные на основе эмиссионных методов;

- экспериментальные исследования, направленные на получение интенсивных пучков многозарядных ионов металлов;

- исследования, посвященные генерации ионов газа в источниках на основе вакуумной дуги;

- исследования параметров и ионно-эмиссионных свойств разряда на основе полого катода с внешней инжекцией электронов;

- конструкции, характеристики и параметры, а также результаты некоторых применений ионных источников и генератора низкотемпературной плазмы, созданных на основе проведенных исследований.

В заключении излагаются основные результаты работы.

На защиту выносятся следующие научные положения:

1. Повышение доли многозарядных ионов металлов, извлекаемых из плазмы вакуумного дугового разряда, может быть реализовано при увеличении энерговклада в разряд, обеспечиваемого как ростом напряжения на межэлектродном промежутке в сильном магнитном поле (~1 Тл) или в результате приложения к разрядному промежутку дополнительного импульса тока, так и при инжекции в плазму интенсивного пучка электронов. Для каждого из предложенных методов кратность увеличения средней зарядности ионов определяется материалом катода и для большинства элементов средняя зарядность ионов повышается в 1,5-2,5 раза, при этом максимальное зарядовое состояние для ряда элементов, например для свинца и висмута, достигает значений 7+ и 8+, соответственно.

2. В источниках ионов на основе дугового разряда низкого давления генерация двухкомпонентных пучков ионов газа и металла с высокой степенью регулирования их долевого соотношения обеспечивается как совмещением двух независимых разрядов - контрагированной и вакуумной дуг, так и использованием только вакуумного дугового разряда, функционирующего при принудительном напуске плазмообразующего газа в магнитном поле. В первом случае пределы регулирования определяются, главным образом, соотношением между токами разрядов, а во втором в качестве регулирующих параметров могут выступать давление газа, а также величина магнитного поля.

3. В источниках ионов металлов на основе вакуумной дуги использование двух разновидностей разряда в скрещенных Е X Н полях (пеннинговского и магнетронного) обеспечивает, вплоть до давлений остаточного газа порядка 10"э Topp, стабильное инициирование катодных пятен вакуумной дуги с 7 ресурсом, превышающим 10 импульсов. При таких давлениях доля примесей ионного пучка, связанная с ионизацией остаточного газа, не превышает единиц процентов. При более низких давлениях появление значительной доли ионов примесей в пучке, приводящее к снижению средней зарядности ионов пучка, связано с влиянием газа, десорбированного с поверхности катода. В этом случае доля ионов примеси в пучке зависит от материала катода и площади его поверхности и может быть снижена при увеличении тока разряда и частоты следования импульсов.

4. На основе исследования реакции зарядового распределения ионного пучка, извлеченного из плазмы вакуумной дуги при слабом возмущении тока разряда за счет однократного кратковременного скачка тока, его периодической модуляции или резкого обрыва, определены направленные скорости движения ионов в плазме для каждого зарядового состояния. В области давлений остаточного газа менее 5-10"5 Topp направленные скорости практически одинаковы для ионов различных зарядностей, определяются материалом катода и условиями горения разряда.

5. Инжекция электронов в катодную полость тлеющего разряда обеспечивает, за счет дополнительной ионизации, расширение диапазона давлений устойчивого существования низковольтной формы разряда с полым катодом в область низких значений вплоть до 3-10"5 Topp или снижение напряжения горения разряда до значений -50 В. Для эффективной инжекции электронов целесообразно использовать плазменный эмиттер электронов, при этом «последовательная» компоновка разрядных систем плазменного эмиттера и основного разряда с полым катодом обеспечивает ускорение инжектируемых электронов в катодном падении потенциала основного разряда, что является оптимальным для достижения максимальной ионизации.

6. Существенная модификация источников ионов на основе вакуумного дугового разряда обеспечивает получение широкоапертурных цилиндрических и ленточных ионных пучков длительностью от сотен микросекунд до непрерывного режима с повышенным ресурсом, более высокой средней зарядностью ионного пучка и минимальным содержанием в нем ионов газовых примесеи, а также возможностью генерации в едином устройстве пучков ионов газа и металла с регулируемым соотношением компонентов.

7. Использование дополнительной внешней инжекции электронов в катодную полость тлеющего разряда низкого давления позволило создать на этой основе принципиально новые источники ионов и генераторы плазмы технологического назначения, отличающиеся возможностью генерации широкоапертурных пучков ионов и объемной плазмы практически любых газов, включая химически агрессивные, при пониженном давлении, с высокой однородностью и пренебрежимо малым содержанием примесей ионов металлов.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Установлено, что в ионных источниках на основе вакуумного дугового разряда повышение доли многозарядных ионов металлов в пучке может быть реализовано увеличением энерговклада в разряд за счет повышения напряжения на разрядном промежутке при создании в нем сильного магнитного поля или при приложении к промежутку дополнительного импульса тока разряда. Резкое возмущение параметров плазмы вакуумного дугового разряда кратковременным «скачком» тока, величина которого намного превышает ток основного разряда, обеспечивает повышение средней зарядности ионов металлов, степень роста которой составляет 1,2-1,5. Создание в разрядном промежутке магнитного поля уровня 1 Тл приводит к увеличению доли высокозарядных ионов в пучке и появлению новых ионов с более высокой кратностью заряда, обеспечивая повышение средней зарядности ионов металла в 1,2-2,5 раза.

2. Экспериментально показано, что инжекция электронного пучка в плазму вакуумного дугового разряда источника ионов металла обеспечивает существенное повышение средней зарядности ионов. При этом эффект воздействия электронного пучка превышает ранее наблюдаемое повышение зарядности ионов с помощью сильного магнитного поля или «скачка» тока. Степень повышения доли многозарядных ионных компонентов определяется материалом катода, током электронного пучка и его плотностью, а также давлением остаточного газа. Полученное максимальное зарядовое состояние для свинца и висмута достигает значений 7+ и 8+, соответственно. Для дальнейшего увеличения зарядностей ионов необходимы увеличение плотности электронного пучка, увеличение времени жизни ионов в области их взаимодействия с электронным пучком, уменьшение отрицательного влияния газовых примесей путем уменьшения давления в области взаимодействия пучка с ионным компонентом плазмы разряда.

3. Показано, что в источниках ионов на основе дугового разряда низкого давления генерация двухкомпонентных пучков ионов газа и металла с высокой степенью регулирования их долевого соотношения может быть обеспечена как совмещением двух независимых разрядов: контрагированной и вакуумной дуг, так и использованием только вакуумного дугового разряда, функционирующего при принудительном напуске плазмообразующего газа в магнитном поле. В первом случае пределы регулирования определяются, главным образом, соотношением между токами разрядов, а во втором в качестве регулирующих параметров может выступать давление газа, а также величина магнитного поля.

4. На основании исследований, проведенных в широких диапазонах давлений газов и материалов катодов, показано, что при низкой частоте следования разрядных импульсов (менее 1 с"1) вакуумного дугового ионного источника спектр и зарядность ионов пучка могут изменяться вследствие десорбции остаточного газа с поверхности катода. Данные изменения выражены в появлении в пучке ионов остаточного газа при одновременном снижении средней зарядности ионов материала катода. Даже при предельно у низких давлениях газа уровня 2-10" Topp доля ионов газовых примесей, в зависимости от площади рабочей поверхности катода, тока разряда, частоты следования импульсов и скорости движения катодных пятен, может для некоторых материалов катодов, например для тантала, вольфрама или платины, достигать 40-70 %, при этом степень снижения средней зарядности ионного потока для большинства материалов катода составляет 10-30 %.

5. Показано, что стабильное инициирование вакуумной дуги вспомогательным разрядом возможно при его переходе в сильноточную форму горения, при этом основной механизм возбуждения катодных пятен обусловлен процессами, связанными с зарядкой диэлектрических включений на катоде ионным током из плазмы вспомогательного разряда. Сильное магнитное поле величиной порядка 1 Тл обеспечивает сильноточную форму горения вспомогательных разрядов при понижении давления газа вплоть до 10"5 Topp, а следовательно, и стабильное зажигание дуги при использовании данных разрядов в качестве инициирующих вакуумную дугу. При этом ресурс системы инициирования вакуумной дуги достигает 10 импульсов. Снижение рабочего давления, необходимого для функционирования газоразрядной системы инициирования, обеспечивает уменьшение доли газовых «примесей» в пучке ионов металла до уровня около единиц процентов.

6. На основе исследования реакции зарядового распределения ионного пучка, извлеченного из плазмы вакуумной дуги при возмущении тока разряда за счет однократного кратковременного скачка тока, его периодической модуляции или резкого обрыва, определены направленные скорости движения ионов в плазме для каждого зарядового состояния ионов. В области давлений остаточного газа менее 5-10"5 Topp направленные скорости ионов практически одинаковы для различных зарядностей, определяются материалом катода и условиями горения разряда.

7. Установлено, что инжекция в катодную полость тлеющего разряда электронов и их ускорение в катодном падении потенциала обеспечивает стабильное инициирование и горение разряда в области давлений от 2ТО"5 Topp. Эффективная ионизация инжектируемыми электронами обеспечивает сильноточную форму тлеющего разряда с полым катодом при меньшем напряжении горения, которое снижается до 50 В. Понижение напряжения горения тлеющего разряда с полым катодом путем инжекции электронов с 600 до 50 В приводит к уменьшению доли примеси ионов металла в пучке ионов аргона с 2 до 0,15%.

8. Модернизация источников ионов на основе вакуумного дугового разряда, заключающаяся в создании сильного магнитного поля в катодной области разряда, позволила при предельно низких давлениях газа (<5-10"6 Topp) увеличить среднюю зарядность пучка ионов металлов; осуществить устойчивое инициирование вакуумного дугового разряда вспомогательными разрядами в скрещенных электрическом и магнитном полях при повышенном ресурсе и низком уровне газовой примеси в ионом пучке, а при более высоких давлениях осуществить генерацию двухкомпонентного пучка ионов газа и металла с регулируемым в широких пределах соотношением компонентов на основе разрядной системы только с одним дуговым разрядом.

9. Дальнейшее развитие источника двухкомпонентных пучков ионов газа и металла «Титан», заключающееся в существенной модернизации конфигурации электродов разрядной камеры и системы извлечения ионов, а также систем изоляции и охлаждения, привело к повышению стабильности работы источника, улучшению равномерности ионного пучка и повышению энергетической эффективности генерации ионов и снижению примесей в ионно-легируемом слое мишени.

10. Созданы ионный источник на основе тлеющего разряда с полым катодом и внешней инжекцией электронов, который обеспечивает пучки ионов газов диаметром 10 см при ускоряющем напряжении 0-30 кВ с током до 20 мА в стационарном режиме и до 2 А в импульсном (300 мкс) режиме, а также основанный на этом же принципе генератор газоразрядной плазмы, позволяющий при давлении рабочего газа (0,7-7)Т0"4 Topp получать в объеме до 0,2 м3 плазму с концентрацией до ЗТ010см"3 с неравномерностью не более ±15%.

На основании проведенных исследований созданы и поставлены по международным контрактам Института сильноточной электроники СО РАН:

- источник газовых ионов на основе тлеющего разряда с полым катодом -Лоуренс Беркли национальной лаборатории, гор. Беркли (США);

- генератор объемной плазмы - компании «Файджен», гор. Миннеаполис (США);

- источники ионов на основе дугового разряда «Титан» - научно-исследовательским лабораториям университетов городов Дальян, Гуанчджоу и Чженчжоу (Китай), а также Институту ядерных исследований им. Солтана, гор. Отвок (Польша).

Проведенные исследования позволили также осуществить в рамках научно-технического сотрудничества модернизацию:

- ионных источников Mevva-V Лоуренс Беркли национальной лаборатории, гор. Беркли (США) и Докуц Ейлул университета, гор. Измир (Турция);

- ионного инжектора Mewa-IV Ускорительного центра GSI, гор. Дармштадт (Германия);

- ионного источника Mevva-IIA Института ядерной физики низких энергий, гор. Пекин (Китай).

Достоверность и обоснованность результатов диссертационной работы подтверждается систематическим характером исследований, использованием независимых дублирующих экспериментальных методик, проведением измерений на различных экспериментальных установках, сопоставлением и удовлетворительным совпадением результатов экспериментов с результатами теоретического анализа и численного моделирования, а также сравнением полученных результатов с результатами других исследователей, практической реализацией научных положений и выводов при создании конкретных устройств, используемых в настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом.

Результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на VI-IX Международных конференциях по ионным источникам (Вистлер, Канада, 1995; Таормина, Италия, 1997; Киото, Япония, 1999; Окленд, США, 2001); XV-XIX Международных симпозиумах по разрядам и электрической изоляции в вакууме (Дармштадт, Германия, 1992, Москва, Россия, 1994; Беркли, США, 1996; Эйндховен, Голландия, 1998; Сиань, Китай, 2000); XXII и XXIV Международных конференциях по явлениям в ионизованных газах (Хобокен, США, 1995; Варшава, Польша, 1999); XXVI-XXVIII Международных конференциях IEEE по физике плазмы (Монтерей, США, 1999; Новый Орлеан, США, 2000; Лас-Вегас, США, 2001); Семинарах по физике и технике интенсивных ионных пучков (Киев, Украина, 1990, 1992, 1994); XII Международной конференции по мощным импульсным пучкам заряженных частиц (Израиль, Хайфа, 1998); X Международной конференции по ионно-пучковой модификации материалов (Альбукерке, США, 1996); XIII Международной конференции по ионно-пучковому анализу (Лиссабон, Португалия, 1997); V Международном совещании по плазменной ионной имплантации (Киото, Япония, 1999); I Международном конгрессе по радиационной физике, сильноточной электронике и модификации материалов (Томск, Россия, 2000); IX Всероссийской конференции по физике газового разряда (Рязань, 1998); II-IV конференциях «Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц» (Свердловск, 1991, Томск, 1994 и 1996); Совещании по ионным источникам Mevva (Беркли, США, 1995).

Материалы диссертационной работы опубликованы в статьях [87, 101, 135, 239, 240, 246, 248-250, 264, 270, 271, 273, 276, 277, 290, 291, 300, 303, 304, 308, 314, 319, 323, 324, 327, 328, 333, 337, 340, 347-351] и в трудах Международных и Российских симпозиумов и конференций [89, 96, 100, 134, 241, 243, 251, 265, 272, 275, 293, 301, 310-312, 316, 317, 320-322, 325, 326, 329, 334-336, 339, 341-346, 352, 353]. Способ получения двухкомпонентных пучков ионов газов и металлов защищен патентом Российской Федерации [88].

В представленных в диссертационной работе результатах автор внес определяющий вклад в постановку задач исследований, проведение экспериментов и анализ полученных результатов, а также в разработку основных конструктивных решений, используемых в экспериментальных макетах и устройствах. В постановке отдельных задач и обсуждении результатов работ активное участие принимали Е.М. Оке и П.М. Щанин. Эксперименты по исследованию скоростей ионов в плазме вакуумного дугового разряда проведены автором совместно с A.C. Бугаевым и А. Андерсом, а обсуждение результатов данных исследований велось совместно с Е.М. Оксом, Я. Брауном и И.А. Кринбергом. Исследования по увеличению зарядности ионов плазмы вакуумного дугового разряда и генерации в нем ионов газа выполнены совместно с Е.М. Оксом, А. Андерсом, А.Г. Николаевым, В.И. Гушенцом, Я. Брауном, A.C. Бугаевым. Исследования по изучению тлеющего разряда с инжекцией электронов в катодную полость проводились совместно с A.B. Визирем. Разработка, внедрение и запуск ионных источников осуществлялись при активном участии упомянутых выше коллег по работе, а, также A.B. Кривоносенко, В.П. Усова, B.C. Толкачева, Л.Г. Винтизенко, В.Н. Киселева, С. Ли, Р. МакГилла и М. Дискинсона. Соавторы, принимавшие участие в отдельных направлениях исследований, указаны в списке основных публикаций по теме диссертации. Все результаты, составляющие научную новизну диссертации и выносимые на защиту, получены автором лично.

Совокупность полученных результатов, научных положений и выводов диссертационной работы, связанной с комплексным исследованием вакуумного дугового разряда, а также тлеющего разряда с полым катодом и внешней инжекцией электронов, может быть квалифицирована как существенный вклад в развитие вакуумной и плазменной электроники. В результате выполнения данной работы решена важная научно-техническая задача, состоящая в создании новых и существенном усовершенствовании известных источников ионов, обеспечивающих генерацию интенсивных широкоапертурных пучков ионов газа и металла с рекордными для этого класса устройств параметрами и широкими функциональными возможностями.

Автор искренне благодарен своему научному консультанту профессору Е.М. Оксу. Считаю своим приятным долгом поблагодарить академика РАН Бугаева С.П. и профессора Щанина П.М. за поддержку работы, а всех коллег-соавторов - за многолетнее плодотворное сотрудничество.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Габович М.Д. Физика и техника плазменных источников ионов. М.: Атомиздат, 1972.

2. Форрестер А.Т. Интенсивные ионные пучки. М.: Мир, 1992.

3. The physics and technology of ion sources / Ed. by I.G. Brown. N.Y.: John Wiley, 1989.

4. Handbook of ion sources / Ed. by B.H. Wolf. Boca Raton, FL: CRS Press, 1995.

5. Быстрицкий B.M., Диденко A.H. Мощные ионные пучки. М.: Энергоатомиздат, 1984.

6. Габович М.Д., Плешивцев Н.В., Семашко Н.Н. Пучки ионов и атомов для управляемоготермоядерного синтеза и технологических целей. М.: Энергоатомиздат, 1986.

7. Семенов А.П. Пучки распыляющих ионов: получение и применение. Улан-Удэ: Изд-во БНЦ1. СО РАН, 1999.

8. Семенов А.П. Источники распыляющих ионных пучков на основе разрядов с холоднымкатодом (обзор) // Приборы и техника эксперимента, 1996, № 3, с. 3-14.

9. Физика и техника источников заряженных частиц на основе дугового разряда (тематический выпуск) / Под ред. С.П. Бугаева // Изв. высш. учебн. завед. Физика, 1994, т. 37, № 3.

10. Proc. 6th, 7th, and 8th Intern. Conf. on Ion Sources, 1995, Canada, Wistler; 1997, Italy, Taormina; 1999, Japan, Kyoto.

11. Proc. 12th and 13th Intern. Conf. on High Power Particle Beams, Israel, 1998, Japan, 2000.

12. Sampayan S., King M., Frisa L. et al. Enhanced ionization Freeman ion source // Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res., 1989, v. B37/38, p. 90-94.

13. A.C. №1584650, МКИ H 01 J 27/00. Источник ионов / A.A. Деркач и B.A. Саенко. Заявлено 01.08.88.

14. Inami Н., Fukumari F., Inouchi Y. et al. Development of high current metal ion beam source //

15. Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res., 1989, v. B37/38, p. 198-200.

16. Саенко B.A., Борисенко А.Г., Горюк C.B., Кравченко А.В. Источник ионов с испаряемым в вакууме анодом // Тез. докл. I Всес. конф. «Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц», Томск, 1988, т. 1, с. 40-42.

17. White N.R. Ion sources for use in implantation // Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res., 1989, v. B37/38, p. 78-86.

18. Emig H., Ruck D.M., Spaddtke P. High-current metal-ion beams with energies up to 45 keV u"1 //Materials Sci. and Engin., 1989, v. A 116, p. 209-213.

19. Keller R., Nielsen B.R., Torp B. Metal beam production using a high current ion source // Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res., 1989, v. B37/38, p. 74-77.

20. Никитинский B.A., Журавлев Б.И., Гапоненко A.T. Источник ионов металлов // Тез. докл. I Всес. конф. «Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц», Томск, 1988, т. 1, с. 53-55.

21. Keller R. A reliable noble gas duoplasmatron for the 10 mA range // Radiation Effects, 1979, v. 44, p. 201-206.

22. Борисов A.M., Куракин И.Б., Лигачев A.E. Возможности получения пучка газометаллических ионов на основе дуоплазматрона А-типа. // Тез. докл. VIII Всесоюзн. симп. по сильноточной электронике. Свердловск, 1990, т. 1, с. 109-110

23. Барченко В.Т., Заграничный С.Н., Задера А.В. О получении ионов металла из газоразрядного источника заряженных частиц // Тез. докл. VII Всесоюзн. симп. по сильноточной электронике. Томск, 1988, т. 1, с. 143-145

24. Kogure S., Tonegawa A., Takayama К. et. al. Hollow cathode ion source developed for metalions //Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res., 1989, v. B37/38, p. 201-204.

25. Yamashita M. The effect of magnetic field on the plasma chsaracteristics of sputter-type RF ion source//Ibid., p. 194-197.

26. Shichang C., Dejun F., Hui Z. et. al. A reaction sputter type rf ion source for solid elements // Ibid., p. 136-139.

27. Саенко B.A. Получение плазмы паров металлов // Приборы и техника эксперимента,1990, №4, с. 174-176

28. Middleton R. Treatise on heavy-ion science. V. 7. N.Y,: Plenum, 1974.

29. Middleton R. // IEEE Trans. Nucl. Sci., 1976, v. NS-23, p. 1098-2001.

30. Middleton R., Adams S.T. // Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res., 1974, v. 118, p. 329-334.

31. Месяц Г. А. Эктоны в вакуумном дуговом разряде: пробой, искра, дуга. М.: Наука. 2000.

32. Вакуумные дуги / Под ред. Лафферти Д. М.: Мир, 1982.

33. Раховский В.И. Физические основы коммутации электрического тока в вакууме. М.: Наука, 1970.

34. Кимблин К. Ионные токи и электронные явления в вакуумной дуге // ТИИЭР, 1971, т. 59, №4, с. 121-131.

35. Кесаев И.Г. Катодные процессы электрической дуги. М.: Наука, 1968.

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

37. Brown I.G. Vacuum arc ion sources // Rev. Sci. Instrum., 1994, v. 65, No 10, p. 3061-3081.

38. Wolf B.N., Emig H., Ruch D., Spadke P. Investigation of Mevva ion source for metal ion injection into acceleration at GSI // Rev. Sci. Instrum., 1994, v. 65, No 10, p. 3091-3098.

39. Ryabchikov A.I., Dektjarev S.V., Stepanov I.B. Metal vapor vacuum arc ion source «Raduga» // Rev. Sci. Instrum., 1994, v. 65, No 10, p. 3126-3133.

40. Бугаев С.П., Оке E.M., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Источник ионов на основе контрагированного разряда и вакуумной дуги // Тез. докл. VII Всес. конф. по плазменным ускорителям и ионным инжекторам. Харьков, 1989, с. 143-144.

41. Дороднов A.M. Промышленные плазменные установки. M.: Изд-во МВТУ, 1976.

42. Дороднов A.M., Петросов В.А. О физических принципах и типах вакуумных технологических плазменных устройств // Журн. техн. физики, 1981, т. 51, № 3, с. 504524.

43. Бугаев С.П., Крейндель Ю.Е., Щанин П.М. Электронные пучки большого сечения. М.: Энергоатомиздат, 1984.

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

45. Сливков И.Н. Процессы при высоком напряжении в вакууме. М.: Энергоатомиздат, 1985.

46. Brown I.G., Godeshot X. Vacuum arc ion charge state distribution // IEEE Trans. Plasma Sci.,1991, v. PS-19, p. 713-717.

47. Fowler R.H., Norheim L. Electron emission in intense electric field. // Proc. Roy. Soc. (London), 1928, v. All9, p. 173-181.

48. Farrall G.A. Vacuum arc ignition // Handbook of Vacuum Arc Science and Technology / Ed. by R.L. Boxman, D.M. Sanders, P.J. Martin. Park Rige, New Jersey: Noyes Publications, 1995,p. 28-72.

49. Lafferty J.M. Triggered vacuum gaps // Proc. IEEE, 1966, v. 54, p. 23-32.

50. Быковский Ю.А., Неволин B.H., Фоминский В.Ю. Ионная и лазерная имплантация металлических материалов. М.: Энергоатомиздат, 1991.

51. Булыгин B.C., Лебедев В.Б., Пряникова Г.А., Рюккерт В.В., Цициашвили С.С., Яковлев В.А. Исследования вакуумного коммутатора с лазерным поджигом // Журн. техн. физики, 1975, т. 45, № 4, с. 892-897.

52. Slattery J.C., Friichtenicht J.E., Hansen D.O. High-voltarge breakdown initiated by particle impect // Appl. Phys. Lett., 1965, v. 7, No 1, p. 23-24

53. Акишин А.И., Кирюхин В.П., Новиков JI.C., Сливков И.Н. К вопросу об инициировании пробоя в вакууме ударами быстролетящих микрочастиц // Журн. техн. физики, 1984, т. 54, № 1,с. 179-181.

54. Кесаев И.Г. Катодные процессы ртутной дуги и вопросы ее устойчивости. М.: Госэнергоиздат, 1961.

55. Evans Р.Т., Watt G.C., Noorman J.T. Metal vapor vacuum arc ion source research at Ansto // Rev. Sci. Instrum., 1994, v. 65, No 10, p. 3082-3087.

56. Zhang H., Zhang X., Zhou F., Zhang S., Li Q., Han Z. The Beijing metal vapor vacuum arc ion source program // Rev. Sci. Instrum., 1994, v. 65, No 10, p. 3088-3090.

57. Vasilyev A. Vacuum arc bismuth ion source with film cathode // Rev. Sci. Instrum., 1994, v. 65, No 10, p. 3099-3100.

58. Katz M.M., Kondratiev L.N., Pomelov N.N., Rogal A.D. Mevva ion source for the ITEP synchrotron // Rev. Sci. Instrum., 1994, v. 65, No 10, p. 3101-3103.

59. Batalin V.A., Volkov J.N., Kulevoy T.V., Petrenko S.V. Vacuum arc ion source for the ITEP RFQ accelerator// Rev. Sci. Instrum., 1994, v. 65, No 10, p. 3104-3108.

60. Tolopa A. Development of TAMEK and other vacuum arc ion sources // Rev. Sci. Instrum., 1994, v. 65, No 10, p. 3134-3139.

61. Boxman R.L. Triggering mechanisms in triggered vacuum gaps. // IEEE Trans. Electron Devices, 1977, v. ED-24, p. 122-128.

62. Gilmour A, Lockwood D.L. Pulsed metallic-plasma generator. // Proc.IEEE, 1972, v. 60, p. 977-992

63. Kamakshaih S., Rau R.S.N. Delay characteristics of a simple trigger vacuum gap. // J. Phys. D: Appl. Phys., 1975, v. 8., p. 1426-1429

64. Watt G.C., Evans P.J., A trigger power supply for vacuum arc ion source. // IEEE Trans.

65. Plasma. Sci., 1993, v. 21, p. 547-551.

66. Anders A., Anders S., Brown I. et al. Trigger unit for pulsed vacuum arc ion source // Proc. Workshop on Mewa Ion Sources and Aplications, Beijing, China, 1993, p. 5-8.

67. Evans P.J., Watt G.C., Noorman J.T. Metal vapor vacuum arc ion source research at Ansto // Rev. Sci. Instrum., 1994, v. 65, p. 3082-3087.

68. Месяц Г.А. Эктоны. Т. 2. Екатеринбург: Наука, 1994.

69. Справочник по электротехническим материалам / Под ред. Ю.В. Корницкого, В.В. Пасынкова, Б.М. Тареева. М.: Энергоатомиздат, 1987.

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

71. Bernadet H., Godechot X., Jaijat F. A highly reliable trigger for vacuum arc plasma source // Proc. Workshop on Vacuum Arc Ion Sources, Berkeley, USA, 1995, p. 67-80.

72. Bernadet H., Godechot X., Rivier C. Investigation of firing properties of a vacuum arc triggered by plasma injection // Proc. Workshop on Vacuum Arc Ion Sources, Berkeley, USA, 1995, p. 81-101.

73. Anders A., Brown I.G., MacGill R.A., Dickinson M.R. «Triggerless» triggering of vacuum arcs //J. Phys. D: Appl. Phys., 1998, v. 31, p. 584-587.

74. Anders A., Schein J., Qi N. Pulsed vacuum-arc ion source operated with a «triggerless» arcinitiation method // Rev. Sci. Instrum., 1997, v. 71, No 2, p. 871-829.

75. Binder R., Schein J., Krishnan M. Vacuum arc electron source for pre-ionizing Z-pinch gas load // Proc. 1st International congress on Radiation Physics, High Current Electronics, and Modification Materials. V. 2. Tomsk , 2000, p. 120-125.

76. Гаврилов H.B., Крейндель Ю.Е., Шубин О.А. Источник мощных электронных и ионных пучков импульсно-периодического действия // Приборы и техника эксперимента, 1991, № 3, с. 130-134.

77. Гаврилов Н.В., Никулин С.П. Источник широкого пучка ионов газов на основе дугового разряда в неоднородном магнитном поле // Изв. высш. учебн. завед. Физика, 1994, № 3, с. 66-75.

78. Казьмин Г.С., Коваль Н.Н., Крейндель Ю.Е., Толкачев B.C., Щанин П.М. Электронный диодный ускоритель с большим сечением пучка // Приборы и техника эксперимента, 1977, №4, с. 19-20.

79. Девятков В.Н., Коваль Н.Н., Щанин П.М. Использование дугового контрагированного разряда для генерации интенсивных электронных пучков // Изв. высш. учебн. завед. Физика, 1994, № 3, с. 76-82.

80. Источники заряженных частиц с плазменным эмиттером / Под ред. П.М. Щанина. Екатеринбург: Наука, 1993.

81. Источники электронов с плазменным катодом / Под ред. Ю.Е. Крейнделя. Новосибирск: Наука, 1983.

82. Koval N.N., Oks Е.М., Schanin P.M., Kreindel Yu.E., Gavrilov N.V. Broad beam electron sources with plasma cathodes // Nucl. Instr. and Meth. in Phis. Res., 1992, v. A321, p. 417-428.

83. Bugaev S.P., Nikolaev A.G., Oks E.M., Schanin P.M., Yushkov G.Yu. The 100 kV gas and metal ion source for a high current ion implantation // Rev. Sei. Instrum., 1992, v. 63, No 4, Pt. 2, p. 2422-2424.

84. Патент от 25.10.93, RU № 2001463 Cl, 5H 01 J 27/04, H 01 J 27/22. Способ генерации в ионном источнике двухкомпонентного потока ионов газа и металла / С.П. Бугаев, А.Г. Николаев, Е.М. Оке, П.М. Щанин, Г.Ю. Юшков.

85. Тюменцев А.Н., Пинжин Ю.П., Бушнев J1.C. и др. Структурно-фазовые превращения при совместной имплантации металлических и газовых ионов в молибден и титан // Там же, т. 2, с. 12-13.

86. Пинжин Ю.П., Тюменцев А.Н., Колобов Ю.Р. и др. Особенности формирования гетерофазной структуры при имплантации a-железа металлическими и газовыми ионами // Там же, т. 2, с. 7-8.

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

88. Николаев А.Г., Оке E.M., Щанин П.M., Юшков Г.Ю. Технологический источник ионов газа и металла «Титан» // Тез. докл. IV конф. «Новые технологии и оборудование для сварки, пайки и вакуумных спецпроцессов в приборостроении», Саратов, 1991, с. 36-37.

89. Nikolaev A.G., Oks Е.М., Schanin P.M., Yushkov G.Yu. The vacuum-arc ion sources «TITAN» // Proc. Vth Intern. Conf. on Ion Sources, China, Beijing, 1993, p. 56.

90. Николаев А.Г., Оке E.M., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Технологический ускоритель ионов «Титан» // Тез. докл. VII совещ. по применению ускорителей заряженных частиц, С.-Пб., 1992, с. 190-191.

91. Brown I.G., Galvin J.T., Gavin B.F., MacGill R.A. Metal vapor vacuum arc ion source // Rev. Sei. Instrum., 1986, v. 57, No 6, p. 1069-1084.

92. Аксенов А.И., Бугаев С.П., Емельянов В.А., Ерохин Г.П., Панковец Н.Г., Толопа A.M., Чесноков С.М. Получение широкоапертурных пучков ионов металлов // Приборы и техника эксперимента, 1987, № 3, с. 139-142.

93. Арзубов Н.М., Исаев Г.П., Рябчиков А.И. Высоковольтный частотно-импульсный ускоритель ионов на основе вакуумной дуги // Приборы и техника эксперимента, 1988, № 5, с. 28-32.

94. Николаев А.Г., Оке Е.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Ионно-эмиссионные свойстваплазмы контрагированного разряда и вакуумной дуги // Докл. I Всес. совещ. по плазменной эмиссионной электронике, Улан-Удэ, 1991, с. 30-35.

95. Оке Е.М., Юшков Г.Ю. Эмиссия ионов из плазмы дугового разряда // Изв. высш. учебн.завед. Физика, 1994, № 3, с. 24-33.

96. Николаев А.Г., Оке Е.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Влияние магнитного поля наизвлечение ионов в источнике с сеточной стабилизацией // Журн. техн. физики, 1992, т. 62, №9, с. 140-144.

97. Рябчиков А.И., Арзубов Н.М., Васильев H.A. Особенности эмиссионных свойствимпульсно-периодических ионно-плазменных источников на основе вакуумной дуги // Тез. докл. VIII Всес. симп. по сильноточной электронике. Томск, 1990. Т. 1, с. 67-69.

98. Рябчиков А.И., Дягтерев C.B., Степанов И.В. Особенности эмиссионных свойств импульсных широкопучковых источников ионов и плазмы на основе испарения металла вакуумной дугой // Изв. высш. учебн. завед. Физика, 1994, № 2, с. 82-92.

99. Рябчиков А.И. Многокомпонентные ионные пучки на основе вакуумной дуги // Изв.высш. учебн. завед. Физика, 1994, № 3, с. 34-52.

100. Плютто A.A., Рыжков В.Н., Капин А.Т. Высокоскоростные потоки плазмы вакуумных дуг // Журн. экспер. теор. физики, 1964, т. 47, вып. 8, с. 494-507

101. Лунев В.М., Падалка В.Г., Хороших В.М., Исследование некоторых характеристикплазмы вакуумной металлической дуги. II // Журн. техн. физики, 1977, т. 47, № 7, с. 1491-1495.

102. Хороших В.М., Аксенов И.И., Коновалов И.И. О структуре плазменных струй,генерируемых катодным пятном вакуумной дуги // Журн. техн. физики, 1988, т. 58, № 6, с. 1220-1226.

103. Davis W. D., Miller H. С. Analysis of the electrode products emitted by dc arcs in a vacuumambient // J. Appl. Phys., 1969, v. 40, p. 2212-2221.

104. Kutzner J., Miller H. Ion flux from the cathode region of a vacuum arc // IEEE Trans, on

105. Plasma Sei., 1989, v. 17, No 5, p. 688-694.

106. Brown I.G., Feinberg В., Galvin J.E. Multiply stripped ion generation in the metal vaporvacuum arc // J. Appl. Phys., 1988, v. 63, p. 4889-4898.

107. Brown I.G., Galvin J.E., MacGill R.A., Wright R.T. Improved time-of-flight charge statediagnostic // Rev. Sci. Instrum., 1987, v. 58, p. 1589-1592.

108. Литвинов E.A., Месяц Г.А., Парфенов А.Г. О природе цикличности взрывнойэлектронной эмиссии // Докл. АН СССР, 1984, т. 279, № 4, с. 864-866.

109. Литвинов Е.А., Месяц Г.А., Парфенов А.Г. Об особенностях перехода металл-плазма вначальной стадии взрывоэмиссионного цикла на катоде// Докл. АН СССР, 1991, т. 320, №2, с. 319-321.

110. Anders A. The Periodic Table of vacuum arc charge state distribution // Phys. Rev. E, 1997,v. 55, No 4, p. 969-981.

111. Anders A., Schulke T. Predicting ion charge states of vacuum arc plasmas // Proc. XVIIth Int.

112. Sypm. Discharges and Electrical Insulation Vacuum, Berkeley, 1996.

113. Franzen J., Schuy K.D. Time- and energy-resolved mass spectroscopy: vacuum arc dischargebetween solid electrodes // Z. Naturforsch., 1965, Bd. 20A, S. 176-180.

114. Anders A., Anders S., Jutner В., Brown I. Time dependence of vacuum arc parameters // IEEE

115. Trans, on Plasma Sci., 1993, v. 21, No 3, p. 305-311.

116. Galvin J., Brown I., MacGill R. Charge state distribution studies of the metal vapor arc ionsource//Rev. Sci. Instrum., 1990, v. 61, p. 583-585.

117. Аксенов И.И., Белоус B.A., Падалка В.Г., Хороших В.М. Устройство для очисткиплазмы вакуумной дуг от микрочастиц // Приборы и техника эксперимента, 1978, № 5.

118. Shalev S., Goldsmith S., Boxman N.R. // J. Appl. Phys., 1985, v. 58, p. 2503-2508.

119. Anders A., Anders S., Brawn I.G. Transport of vacuum arc plasmas through magneticmacroparticle filters // Plasma Sources Sci. Technol., 1995, v. 4, p. 1-12.

120. Tanberg R. On the cathode of an arc drawn in vacuum // Phys. Rev., 1930, v. 35, p. 10801089.

121. Kobel E. Pressure and high velosities vapour jets at cathodes of a mercury arc // Phys. Rev.,1930, v. 36, p. 1636-1638.

122. Tsuruta K., Sekiya K., Watanabe G. // IEEE Trans. Plasma Sci., 1997, v. 25, p. 603-608.

123. Volkov N.B., Nemirovskii A.Z. The ionic composition of the non-ideal plasma produced by ametallic sphere isothermally expanding into vacuum // J. Phys. D: Appl. Phys., 1991, v. 24, No 3, p. 693-70.

124. Nemirovskii A.Z., Litvinov E.A. Dynamics of phase transition in the cathode spot of vacuum arc // Proc 12th Symp. on High Current Electronics. Tomsk. Russia. 2000. P. 60-62.

125. Любимов Г.А. О механизме ускорения катодных струй пара // Докл. АН СССР, 1975, т.225, №5, с. 1045-1048.

126. Wieckert С. A multicompanent theory of the cathodic plasma jet in vacuum arcs // Contrib.

127. Plasma Phys., 1987, v. 27, No 5, p. 309- 330.

128. Кринберг И.А., Луковникова М.П., Паперный В.Л. Стационарное расширение токонесущей плазмы в вакуум // Журн. экспер. теор. физики, 1990, т. 97, № 3, с. 806820.

129. Кесаев И.Г., Пашкова В.В. Электромагнитная фиксация катодного пятна // Журн. техн.физики, 1959, т. 29, №3.

130. Саблев Л.П., Долотов Ю.И., Ступак Р.И., Осипов В.А. Электродуговой испарительметаллов с магнитным удержанием катодного пятна // Приборы и техника эксперимента, 1976, № 4, с. 247-249.

131. Оке Е.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Влияние магнитного поля на эмиссионныехарактеристики источника газовых и металлических ионов // Тез. докл. VIII Всес. симп. по сильноточной электронике. Томск, 1990. Т. 1, с. 49-51.

132. Бугаев С.П., Оке Е.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. «Титан» источник газовых иметаллических ионов на основе контрагированного разряда и вакуумной дуги // Изв. высш. учебн. завед. Физика, 1994, № 3, с. 53-65.

133. Spadtke P., Emig Н., Wolf В.Н., Oks Е.М. Influence of gas added to the Mevva discharge on the extracted ion beam // Rev. Sci. Instrum., 1994, v. 65, No 10, p. 3113-3118.

134. Oks E.M., Wolf B.H., Spadtke P., Emig H. Influence on the extracted ion beam of gas added tothe Mewa source // Proc. Beijing Workshop on Mevva Ion Sources and Application. Beijing, China, 1993, p. 24-38.

135. Оке Е.М. Плазменные источники интенсивных электронных и ионных пучков на основеразрядов низкого давления с ненакаливаемым катодом в магнитном поле. Дисс. . д.т.н. Томск, ИСЭ СО РАН, 1994.

136. Brown I.G., Galvin J.T., MacGill R.A., West M.W. Multiply charge metal ion beams // Nucl.1.strum. Meth. Phys. Res., 1989, v. В 43, p. 455-458.

137. Digital library of UC. http://128.48.120.7

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

139. Завьялов М.А., Крейндель Ю.Е., Новиков А.А., Шантурин Л.П. Плазменные процессы втехнологических электронных пушках. М.: Энергоатомиздат, 1989. 256 с.

140. Метель А.С., Настюха А.И. Исследование тлеющего разряда в электродной системе снеэквипотенциальными катодами. // Изв. высш. учебн. завед. Радиофизика, 1976, т. 19, № 12, с. 1891-1895.

141. Метель А.С., Настюха А.И. Роль дополнительной ионизации газа осциллирующимиэлектронами в области катодного падения тлеющего разряда с полым катодом. // Там же, с. 1884-1890.

142. Крейндель Ю.Е. Плазменные источники электронов. М.: Атомиздат, 1977.

143. Борисов Д.П., Коваль H.H., Щанин П.М. Генерация объемной плазмы дуговым разрядомс накаленным катодом. // Изв. высш. учебн. завед. Физика, 1994, т. 37, № 3, с. 115-120.

144. Goebel D.M., Forrester А.Т. Plasma studies on a hollow cathode, magnetic multipole ionsource for neutral beam injection. // Rev. Sei. Instrum., 1982, v. 53, No 6, p. 810-815.

145. Гречаный В.Г., Метель A.C. Тлеющий разряд с полым катодом при вакуумном режимекатодной полости. // Теплофизика высоких температур, 1984, т. 22, № 3, с. 444-448.

146. Кириченко В.И., Ткаченко В.М., Тютюнник В.Б. Влияние размеров, материала катода ирода газа на оптимальное давление цилиндрического разряда с полым катодом // Журн. техн. физики, 1976, т. 46, № 9, с. 1857-1867.

147. Little Р. F., Engel А. // Proc. Roy. Soc., 1954, v. A224, p. 209.

148. Gruzdev V.A., Kreindel Yu. E., Vasylyeva G.G. Peculiarities of excitation of a hollow-cathode reflex discharge. // Proc. 10th Intern. Conf. on Phenomena in Ionized Gases. Donald Parsons, 1971,P.111.

149. Глазунов B.H., Метель A.C. Инверсия катодной полости тлеющего разряда в магнитномполе. //Журн. техн. физики, 1981, т. 51, № 5, с. 932-939.

150. Крейндель Ю.Е., Никулин С.П. Параметры системы плазма-слой в электродной полостинизкого давления. //Журн. техн. физики, 1988, № 6, с. 1208-1209.

151. Крейндель Ю.Е., Никулин С.П. Структура и эмиссионные свойства газовых разрядов сосциллирующими электронами. // Докл. I Всес. совещ. по плазменной эмиссионной электронике. Улан-Удэ, 1991, с. 11-17.

152. Семенов А.П., Батуев Б-Ш.Ч. «Перетяжка» плазмы в канале ускоряющего электрода //1. Там же, с. 71-76.

153. Грановский B.JI. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М.: Наука, 1971.

154. Крейндель М.Ю., Осипов И.В., Ремпе Н.Г. Параметры плазмы в отражательном разрядес полым катодом. // Журн. техн. физики, 1992, т. 62, № 10, с. 165-169.

155. Гречаный В.Г., Метель A.C. Влияние магнитного поля на распределение катодного токав тлеющем разряде с осциллирующими электронами // Теплофизика высоких температур, 1983, т. 21, № 6, с. 809-813.

156. Гречаный В.Г., Метель A.C. Влияние граничных условий на характеристики тлеющегоразряда с полым катодом // Журн. техн. физики, 1982, т. 52, № 3, с. 442-445.

157. Глазунов В.Н., Метель A.C. О механизме потерь быстрых электронов в тлеющемразряде с осциллирующими электронами // Физика плазмы, 1982, т. 8, № 5, с. 10991104.

158. Метель A.C. Расширение диапазона рабочих давлений тлеющего разряда с полымкатодом // Журн. техн. физики, 1984, т. 54, № 2, с. 241-247.

159. Груздев В.А., Крейндель Ю.Е., Троян O.E. Электронная пушка с плазменным катодом ивстроенным компактным генератором газа // Приборы и техника эксперимента, 1979, №5, с. 169-171.

160. Белюк С.И., Крейндель Ю.Е., Ремпе Н.Г. Исследование возможности расширенияобласти давлений рабочего газа плазменного источника электронов // Журн. техн. физики, 1980, т. 50, № 1, с. 203-205.

161. Груздев В.А., Крейндель Ю.Е., Троян O.E. Инициирование разряда с холодным полымкатодом газомагнетроном // Журн. техн. физики, 1980, т. 50, № 10, с. 2108-2111.

162. Груздев В.А., Крейндель Ю.Е., Ремпе Н.Г., Троян O.E. Электронная пушка сплазменным эмиттером // Приборы и техника эксперимента, 1985, № 1, с. 140-142.

163. A.C. № 961488 А, МКИ H 01 J 27/04. Электронно-ионный источник / В.А. Груздев, O.E.1. Троян. Заявлено 13.10.80.

164. Семенов А.П., Батуев Б-Ш.Ч. Эффективный ионный эмиттер на основе разряда с полымкатодом // Тез. докл. VIII Всес. симп. по сильноточной электронике. Свердловск, 1990. Т. 1, с. 40-42.

165. Семенов А.П., Батуев Б-Ш.Ч. Технологический ионный источник на основе разряда сполым катодом. // Там же. Т. 1, с. 45-47.

166. Семенов А.П., Батуев Б-Ш.Ч. Ионный источник на основе тлеющего разряда с полымкатодом // Приборы и техника эксперимента, 1991, № 1, с. 177-178.

167. Семенов А.П., Батуев Б-Ш.Ч. Характеристики разряда в электродной структуре,состоящей из полого катода, кольцевого катода и цилиндрического анода // Журн. техн. физики, 1990, Т. 60, № 10, с. 171-173.

168. Knechtli R.C., Pat. USA, №3831052, 1974, cl. 313/187.

169. Knechtli R.C., Mercer G.N. // IEEE J. Quant. Electron., 1973, v. QE-9, No 6, p. 684.

170. Bayless J.B., Knechtli R.C., Mercer G.N. // IEEE J. Quant. Electron., 1974, v. QE-10, No 2, p.213.

171. Bayless J.R. // Rev. Sei. Instrum., 1975, v. 46, No 9, p. 1158.

172. Метель A.C. Плазменный источник электронов с секционированным холодным полымкатодом // Приборы и техника эксперимента, 1987, № 1, с. 164-167.

173. Goebel D.M., Schumacher R.W., Eisenhart R.L. // IEEE Trans. Plasma Sei., 1998, v. 26, p.354.

174. Goebel D.M., Schumacher R.W., Watkins R.M. // Proc. 9th Intern. Conf. on High Power

175. Particle Beams, 1992. V. 2, p. 1093.

176. Глазунов В.Н., Гречаный В.Г., Метель А.С. Разрядная камера сильноточного ионногоисточника с холодным полым катодом // Приборы и техника эксперимента, 1988, № 1, с. 145-147.

177. Глазунов В.Н., Метель А.С., Юрин В.А. Технологический ионный источник на основетлеющего разряда с холодным полым катодом. // Тез. докл. I Всес. конф. по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц, Томск, 1988, с. 76-78.

178. Mourier G. Pat. USA №4087721,1978.

179. А.С. №1589898 Al, МКИ Н 01 J 27/00. Генератор плазмы / А.С. Метель. Заявлено1509.88.

180. А.С. №1552923 А1, МКИ Н 01 J 27/00. Генератор ионного пучка / А.С. Метель. Заявлено2803.88.

181. Крейндель Ю.Е., Никулин С.П., Пономарев А.В. Эмиссионные свойства плазмы,ограниченной прикатодной областью разряда низкого давления // Журн. техн. физики, 1989, т. 59, №6, с. 196-199.

182. Gavrilov N.V., Mizgulin V.N., Nikulin S.P., Ponomarev A.V. A technological ion source with hollow cathode in magnetic field // Proc. 10th Intern. Conf. on High-power Particle Beams, 1994.

183. US patent №5569976, 1996. Ion emitter based on cold cathode discharge / N.V. Gavrilov, S.P. Nikulin.

184. Гаврилов H.B., Никулин С.П., Радковский Г. В. Источник интенсивных широких пучковионов газов на основе разряда с полым катодом в магнитном поле // Приборы и техника эксперимента, 1996, № 1, с. 93-98.

185. Gavrilov N.V., Mesyats G.A., Radkovsky G.V., Bersenev V.V. Development of technologicalsources of gas ions on the basis of hollow-cathode glow discharges // Surface and Coatings Technol., 1997, v. 96, p. 81-88.

186. Miljevich V. Large area 4-cm hollow anode ion source // Proc. 15th European Conf. on

187. Controlled Fusion and Plasma Heating, 1988, Contributed Papers, Part III, p. 1085-1088.

188. A.C. №1412515 A2, МКИ H 01 J 27/04. Дуоплазмотрон / B.T. Барченко, C.H.

189. Заграничный, B.H. Никифоров. Заявлено 31.12.86.

190. А.С. №1414211 Al, МКИ H 01 J 27/00. Источник заряженных частиц / В.Т. Барченко,

191. С.Н. Заграничный, О.А. Лоенко. Заявлено 20.11.86.

192. Крейндель Ю.Е., Лебедева Н.И., Мартене В.Я., Месяц Г.А., Проскуровский Д.И. Отжигполупроводников низкоэнергетичным электронным пучком большого сечения секундной длительности // Письма в Журн. техн. физики, 1982, т. 8, № 23, с. 1465 -1468.

193. Глазунов В.Н., Метель А.С., Юрин В.А. Сильноточный ионный источникквазинепрерывного режима с плазменными катодами// Тез. докл. VII Всес. сими, по сильноточной электронике, Томск, 1988. Ч. 1, с. 116-118.

194. Крейндель Ю.Е., Мартене В.Я., Съедин В.Я., Гавринцев С.В. Электронная пушканепрерывного действия с плазменным катодом большой площади // Приборы и техника эксперимента, 1982, №4, с. 178-180.

195. Anders A., Anders S. The working principle of the hollow-anode plasma source // Plasma

196. Sources Sci. Technol., 1995, No 4, p. 571-575.

197. Anders A., Newman N., Rubin M., Jones E., Phatak P., Gassmann A. Hollow-anode plasmasource for molecular beam epitaxy of gallium nitride // Rev. Sci. Instrum., 1996, v. 67, No 3, p. 905-907.

198. Hershcovitch A. Observation of a very high electron current extraction mode in a hollowcathode discharge // J. Appl. Phys., 1993, v. 74, No 1, p. 728-729.

199. Kaufman H. R // Adv. Electron Phys., 1974, v. 36, p. 263.

200. Davis R.C. et al. // Rev. Sci. Instrum., 1972, v. 43, p. 278.

201. Davis R.C. et al. // Rev. Sci. Instrum., 1975, v. 46, p. 276

202. Болдасов B.C., Денбновецкий C.B., Кузьмичев А.И. Моделирование газоразрядныхкоммутирующих приборов низкого давления. Электрическая прочность приборов в предразрядный период. КиТв: Втол, 1996. 140 с.

203. Каминский М. Атомарные и ионные столкновения на поверхности металла. М.: Мир,1967.

204. Zhang X., Zhou F., Zhang H., Zhang S., Li Q., Han Z. Broad beam high average current metalion source // Rev. Sci. Instrum., 1992, v. 63, No 4, p. 2431-2433.

205. Brown I.G. Vacuum arc ion sources for particle accelerators and ion implantation // IEEE

206. Trans. Plasma Sci., 1993, v. 21, No 5, p. 537-546.

207. Рябчиков А.И., Арзубов H.M., Дектярев C.B. Источник «Радуга-2» для формированияуправляемых по составу много-элементных потоков ионов // Приборы и техника эксперимента, 1991, № 1, с. 171-173.

208. Рябчиков А.И., Арзубов Н.М., Насыров Р.А. Формирование сложных и управляемых посоставу потоков ионов // Журн. техн. физики, 1990, т. 60, № 5, с. 106-111.

209. Рябчиков А.И., Арзубов Н.М., Насыров Р.А. Управляемое формирование сложных посоставу ионных потоков // Тез. докл. VII Всес. сими, по сильноточной электронике.

210. Томск, 1988. Т. 2, с. 225-227.

211. Юшков Г.Ю. Генерация широкоапертурных пучков газовых и металлических ионов висточнике на основе контрагиро-ванного разряда и вакуумной дуги: Дисс. канд. физ.-мат. наук. Томск, ИСЭ СО РАН, 1993.

212. Oks Е.М., Spadtke P., Emig H., Wolf B.H. Ion beam noise reduction method for the Mevvaion source // Rev. Sci. Instrum., 1994, v. 65, No 10, p. 3109-3112.

213. Humphries S., Rutkowski H. Sources of multiply charged ions for heavy ion fusion // J. Appl.

214. Phys., 1990, v. 67, No 7, p. 3223-3232.

215. Humphries S., Burkhart C„ Coffey S., Cooper G., Len L.K., Savage M., Woodall D.M. Gridcontrolled extraction of pulsed ion beams // J. Appl. Phys., 1986, v. 59, No 6, p. 1790-1798.

216. Batalin V.A., Volkov J.N., Kulevoy T.V., Petrenko S.V., Kolomiets A.A. Report on ITEP

217. Mewa development // Proc. Workshop on Vacuum Arc Ion Sources, Berkeley, USA, 1995, p. 37-59.

218. Баталин B.A., Куйбида Р.П., Кулевой T.B., Петренко С.В. Оптимизация выходачетырехзарядных ионов урана из источника с вакуумной дугой. Препринт ИТЭП 35-95, Москва, 1995.

219. Abdullin E.N., Bazhenov G.P. Influence of current rise velocity of the mass-charge statedistribution of vacuum arc plasma // Proc. 18th Symp. on Discharge and Electric Insulation in Vacuum. Eindhoven, Netherland, 1998. V. 1, p. 207-210.

220. Проскуровский Д.И., Пучкарев В.Ф. Реакция вакуумного дугового разряда на скачоктока//Журн. техн. физики, 1981, т. 51, № 11, с. 2277-2282.

221. Бугаев С.П., Крейндель Ю.Е., Щанин П.М. Электронные пучки большого сечения. М.:1. Энергоатомиздат, 1984.

222. Гырылов Е.И., Семенов А.П. Формирование однородной плазмы в трубчатой катоднойполости тлеющего разряда//Журн. техн. физики, 1995, т. 65, № 1, с. 189-191.

223. Бурдовицин В.А., Галанский B.J1., Груздев В.А. и др. // Журн. техн. физики, 1993, т. 63, № 1, с. 184-189.

224. Баликоев И.С., Барченко B.T., Заграничный С.Н., Мерник К. Источник ионов // Тез.докл. II Всес. конф. по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц. Свердловск, 1991. Т. 1, с. 49-50.

225. А.с. №1804235 А1, МКИ Н 01 J 27/04. Источник ионов / И.С. Баликоев, B.T. Барченко,

226. С.Н. Заграничный. Заявлено 19.02.91.

227. A.c. №1683442 AI, МКИ H Ol J 27/04. Источник ионов / И.С. Баликоев, В.Т. Барченко,

228. С.Н. Заграничный. Заявлено 21.11.89.

229. Гаврилов Н.В., Пономарев A.B. Источник газовых ионов на основе тлеющего разряда схолодным полым катодом // Тез. докл. II Всес. конф. по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц. Свердловск, 1991. Т. 1, с. 30-32.

230. Барченко В.Т., Заграничный С.Н. Плазменный источник газовых ионов // Тез. докл. IIIконф. по модификации свойств конструкционных материалов пучками заряженный частиц. Томск, 1994. Т. 1, с. 40-41.

231. Finkelstein А.Т. A high efficiency ion source // Rev. Sci. Instrum., 1940, v. 11, p. 94.

232. Bailey C., Drukey D.L., Oppenheimer F. A magnetic ion source // Rev. Sci. Instrum., 1949, v.20, p. 189.

233. A.C. №1375024 А, МКИ H 01 J 17/04, 3/02. Газоразрядное устройство / А.П. Семенов.

234. Семенов А.П. Генерирование сильноточных ионных пучков в источниках ионов на основе разрядов с холодным полым катодом // Приборы и техника эксперимента, 1993, №. 5, с. 128-133.

235. A.c. №1598757 Al, МКИ H 01 J 27/04. Широкоапертурный источник ионов / С.М.

236. Чесноков. Заявлено 15.02.89.

237. A.c. №1523033 Al, МКИ H 05 H 1/00, H 01 J 27/00. Плазменный источник заряженныхчастиц / И.С. Баликоев, В.Т. Барченко, С.Н. Заграничный, В.Н. Никифоров. Заявлено 06.04.88.

238. A.c. №1523033 Al, МКИ H 05 H 1/00, H 01 J 27/00. Плазменный источник заряженныхчастиц / И.С. Баликоев, В.Т. Барченко, С.Н. Заграничный, В.Н. Никифоров. Заявлено 06.04.88.

239. Алексеев Б.В., Котельников В.А. Зондовый метод диагностики плазмы. М.:1. Энергоатомиздат, 1988.

240. Козлов О.В. Электрический зонд в плазме. М.: Атомиздат, 1969.

241. Диагностика плазмы / Под ред. Хадцлсона Р., Леонарда Е. М.: Мир, 1967.

242. Camp R., Sellen D. Method of plasma potential measurement by emissive probes // Rev. Sci.1.strum., 1966, v. 4., p. 68-75.

243. Brown I.G., Kelly J.C. A new method for ion charge state analysis // Appl. Phys. 1988, v. 63,p. 254-258.

244. Brown I.G., Galvin J.E., Gavin B.F., MacGill R.A // Rev. Sci. Instrum. 1987. v. 58, p. 15891592.

245. Gushenets V.I., Koval N.N., Schanin P.M., Tolkachev V.S. Nanosecond high current and high repetition rate electron source // IEEE Trans.Plasma Sci., 1999, v. 27, No 4, p. 1055-1059.

246. Николаев А.Г., Оке E.M., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Система инициирования катодного пятна в ионном источнике на основе вакуумной дуги // Приборы и техника эксперимента, 1996, № 2, с. 100-103.

247. Nikolaev A.G., Yushkov G.Yu., Oks E.M., MacGill R.A., Dickinson M.R., Brown I.G.

248. Vacuum arc trigger system based on ExB discharges // Rev. Sci. Instrum., 1996, v. 67, No 9, p. 3095-3098.

249. Nikolaev A.G., Yushkov G.Yu., Schanin P.M., Oks E.M. Vacuum arc ignition by Penningdischarge in a strong magnetic field // Proc. XXIIth Intern. Conf. on Phenomena in Ionized Gases, Hoboken, USA, 1995. V. 1, p. 95-96.

250. Nikolaev A.G., Oks E.M., Yushkov G.Yu., Schanin P.M. Vacuum arc gas and metal ionsources // Proc. Vlth Intem. Conf. on Ion Sources, Whistler, Canada, 1995. P. 150.

251. Nikolaev A.G., Yushkov G.Yu., Oks E.M., Brown I.G., MacGill R.A., Dickinson M.R.

252. Vacuum arc ion sources with gaseous plasma trigger system // Proc. XVIIth Intern. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, Berkeley, USA, 1996, p. 562-565.

253. Туровский Я. Техническая электродинамика. М.: Энергия, 1974.

254. Oks Е.М., Anders A., Brown I.G., Dickinson M.R., MacGill R.A. Ion charge state distributions in high current vacuum arc plasmas in a magnetic field // IEEE Trans, on Plasma Sci., 1996, v. 24, No 3, p. 1174-1183.

255. Николаев А.Г., Оке E.M., Юшков Г.Ю. Зарядовое распределение ионов в плазмевакуумного дугового разряда в сильном магнитном поле // Журн. техн. физики, 1998, т. 68, № 5, с. 39-43.

256. Любимов Г.А., Раховский В.И. Катодное пятно вакуумной дуги // УФН, 1978, т. 125, № 4, с. 665-706.

257. Bugaev A.S., Gushenets V.I., Nikolaev A.G., Oks E.M., Yushkov G.Yu. Influence of a current jump on vacuum arc parameters // IEEE Trans. Plasma Sci., 1999, v. 27, p. 882-887.

258. Бугаев A.C., Гушенец В.И., Николаев А.Г., Оке Е.М., Юшков Г.Ю. Исследование направленных скоростей ионов в вакуумном дуговом разряде эмиссионными методами // Журн. техн. физики, 2000, т. 70, № 9, с. 37-43.

259. Юшков Г.Ю., Бугаев А.С., Кринберг И.А., Оке Е.М. О механизме ускорения ионов вплазме вакуумного дугового разряда//Докл. РАН, 2001, т. 378, № 1, с. 41-43.

260. Yushkov G. Measurement of directed ion velocity in vacuum arc plasmas by arc currentperturbation methods // Proc. XlXth Intern. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Xi'an, China, 2000. V. 1, p. 260-263.

261. MacGill R.A., Dickinson M.R., Anders A., Monteiro O.R., Brown I.G. Streaming Metal

262. Plasma Generation by Vacuum Arc Plasma Guns // Rev. Sci. Instrum., 1998, v. 69, p. 801803.

263. Kittel C. Introduction to solid state physics. N.Y.: John Willey & Sons, 1986.

264. Anders A. Ion charge state distributions of vacuum arc plasmas: the origin of species // Phys.

265. Rev., 1997, v. EV-55, No 1, p. 969-981.

266. Месяц Г.А., Баренгольц C.A. О параметрах ионного потока в вакуумных дугах. // Впечати.

267. Anders A. Energetic of vacuum arc cathode spots // Appl. Phys. Lett. 2001. (will bepublished).

268. Литвинов E.A. Кинетика катодного факела при взрывной эмиссии электронов //

269. Мощные импульсные источники ускоренных электронов. Новосибирск: Наука, 1974, с. 23-34.

270. Бугаев С.П., Литвинов Е.А., Месяц Г.А., Проскуровский Д.И. Взрывная эмиссияэлектронов//УФН, 1975, т. 115, № 3, с. 102-120.

271. Козырев А.В., Королев Ю.Д., Шемякин И.А. Процессы в катодной области дуговогоразряда низкого давления // Изв. высш. учебн. завед. Физика, 1994, т. 37, № 3, с. 5-23.

272. Bolotov A.V., Kozurev A.V., Korolev Yu.D., Physical model of low current density vacuumarc // IEEE Trans. Plasma Sci., 1995, v. 23, No 6, p. 884-892.

273. Paoloni F.J.,. Brown I.G. Some observation of the effect of magnetic field and arc current onthe vacuum arc ion charge state distribution // Rev. Sci. Instrum., 1995, v. 66, No 7, p. 38553858.

274. Oks E.M., Brown I.G., Dickinson M.R., MacGill R.A., Emig H„ Spadtke P., Wolf B.H.

275. Elevated ion charge states vacuum arc plasmas in a magnetic field // Appl. Phys. Lett., 1995, v. 67, No 2, p. 200-202.

276. Anders A., Yushkov G., Oks E., Nikolaev A., Brown I. Ion charge state distribution of pulsedvacuum arc plasmas in strong magnetic fields // Rev. Sci. Instrum., 1998, v. 69, No 3, p. 1332-1335.

277. Bugaev A.S., Gushenets V.I., Nikolaev A.G., Oks E.M., Anders A., Brown I.G., Yushkov

278. G.Yu. Recent study of ion charge state distribution in vacuum arc ion sources // Proc. XVIIIth1.tern. Sump, on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Eindhoven, Netherlands, 1998. V.I, p. 256-259.

279. Anders A. A formulary for plasma physics. Berlin: Akademie-Verlag, 1990.

280. Anders S., Anders A. Frozen state of ionization in a cathodic plasma jet of a vacuum arc // J.

281. Phys. D.: Appl. Phys., 1998, v. 21, No 1, p. 213-215.

282. Shemlev D.L. Calculation of the plasma parameters of the vacuum arc in an axial magnetic field // Proc. XlXth Intern. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Xi'an,P.R. China, 2000. V. 1, p. 218-221.

283. Cap F. Einfiihrung in die Plasmaphysik. Vol. 1. Magnetohydrodynamik. Oxford: Pergamon1. Press, 1972.

284. Бугаев A.C., Гушенец В.И., Юшков Г.Ю., Оке Е.М., Андерс А., Браун Я., Гершкович А.,

285. Шпедтке П. Генерация многозарядных ионов в плазме вакуумного дугового разряда // Изв. высш. учебн. завед. Физика, 2001, № 9, с. 15-22.

286. Yushkov G., Oks Е., Anders A., Brown I. The effect of multiple current spikes on theenhancement of ion charges states of vacuum arc plasmas // J. Appl. Phys. 2000, v. 87, No 12, p. 8345-8350,.

287. Yushkov G., Oks E., Anders A., Brown I. Increasing the ion charge states in vacuum arcplasmas by arc current spikes // Proc. XlXth Intern. Symp on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Xi'an, China, September 2000. V. 1. p. 264-267.

288. Bugaev A.S., Oks E.M., Yushkov G.Yu., Anders A., Brown I.G. Enhanced ion charge states invacuum arc plasmas using a «current spike» method // Rev. Sci. Instrum., 2000, v. 71, No 2, p. 701-703.

289. Anders A. Plasma fluctuation, local partial Saha equilibrium, and the broadening of vacuumarc ion charge distributions // IEEE Trans. Plasma Sci., 1999, v. 27, p. 1060-1067.

290. Oks E., Yushkov G. Some features of vacuum arc plasmas with increasing gas pressure indischarge gap // Proc. XVII Intern. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Berkeley, California, USA, 1996. V. II, p. 584-588.

291. Николаев А.Г., Оке E.M., Юшков Г.Ю. Влияние остаточного газа на зарядовоераспределение ионов в плазме вакуумного дугового разряда // Журн. техн. физики, 1998, т. 68, №9, с. 24-28.

292. Oks Е., Yushkov G., Evans Р, Oztarhan A. et al. Hybrid gas-metal co-implantation with amodified vacuum arc ion source // Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Research B, 1997, v. 127/128, p. 782-786.

293. Rubchikov A.I. Investigations of forming metall-plasma flows filtered from microparticlefraction in vacuum-arc evaporators // Rev. Sci. Instrum., 1998, v. 69, p. 893-899.

294. Патенты России: RU 2097868, RU 2097868, 1998 / А.И. Рябчиков, И.Б. Степанов.

295. Мак-Даниэль И. Процессы столкновений в ионизованных газах. М.: Мир, 1967.

296. Аксенов И.И., Брень В.Г., Осипов В.А., Падалка В.Г., Хороших В.М. Исследованиеплазмы стационарного вакуумного дугового разряда. I. Формирование потоков плазмы // Теплофизика высоких температур, 1983, т. 21, № 2, с. 219-223.

297. Тейлор. Дж. Теория рассеяния: квантовая теория нерелятивистских столкновений. М.:1. Мир, 1975.

298. Галицкий В.М., Никитин Е.Е., Смирнов Б.М. Теория столкновений атомарных частиц.1. М.: Наука, 1981.

299. Месси Г., Бархоп Е. Электронные и ионные столкновения. М.: ИЛ, 1958.

300. Мюллер А., Шевелько В.П. Зависимость сечения перезарядки от заряда налетающегоиона//Журн. техн. физики, 1980, т. 50, № 5, с. 985-992.

301. O'Hanlon J.F. A user's guide to vacuum technology. N.Y.: John Wiley & Sons, 1989.

302. Readhead P.A., Hobson J.P., Kornelsen E.V. The physical basis of ultrahigh vacuum. London:1. Chapman & Hall, 1968.

303. Jakubka K., Jutner B. The influence of surface conditions on the initiation, propagation andcurrent density of unipolar arcs in fusion device. Preprint № 80-3, Central Institute for Electron Physics, Berlin, Germany, 1980.

304. Guile A.E., Jutner B. Basic erosion processes of oxidized and clean metal cathodes byelectrical arcs // IEEE Trans. Plasma Sci., 1980, v. PS-8, No 3, p. 259-269.

305. Yushkov G., Anders A. Effect of the pulse repetition rate on the composition and ion chargestate distribution of pulsed vacuum arc // IEEE Trans. Plama Sci., 1998, v. 26, No 2, p. 220226.

306. Бугаев С.П., Оке E.M., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Источник ионов (100 кВ) на основевакуумной дуги, возбуждаемой контрагированным разрядом // Приборы и техника эксперимента, 1990, № 6, с. 125-129.

307. Гаврилов Н.В., Крейндель Ю.Е., Оке Е.М., Щанин П.М. Переход дугового разряданизкого давления из контрагированного в каскадный режим горения // Журн. техн. физики, 1983, т. 57, № 10, с. 1947-1951.

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

309. Рейхрудель Э.М., Смирницкая Г.В., Нгуен Хыу Ти. Зависимость тока от параметров вразряде с осциллирующими электронами в магнитном поле // Журн. техн. физики, 1969, т. 39, №6, с. 1052-1060.

310. Грошковский Я. Техника высокого вакуума. М.: Мир, 1975.

311. Королев И.В., Фетисов И.К., Ходачеико Г.В. Исследование условий зажигания разряда впоперечном, аксиальносимметричном слабонеоднородном магнитном поле // Физика плазмы, 1983, т. 9, № 4, с. 869-873.

312. Королев Ю.Д., Месяц Г.А. Физика импульсного пробоя газов. М.: Наука, 1991.

313. Оке Е.М. Условия образования и эмиссионные свойства объемной плазмы дуговогоразряда низкого давления: Дисс. канд. Физ.-мат. наук. Томск, 1985.

314. Визирь А.В., Оке Е.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Несамостоятельный тлеющий разрядс полым катодом для широкоапертурных ионных источников // Журн. техн. физики, 1997, т. 67, №6, с. 27-31.

315. Френсис Г. Ионизационные явления в газах. М.: Атомиздат, 1964. 304 с.

316. Oks Е., Vizir A., Yushkov G. Low-pressure hollow-cathode glow discharge plasma for broadbeam gaseous ion source // Rev. Sci. Instrum., 1998, v. 69, No 2, p. 853-855.

317. Визирь A.B., Николаев А.Г., Оке E.M., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Генератор плазмы наоснове стационарного дугового контрагированного разряда для плазменных источников заряженных частиц // Приборы и техника эксперимента, 1993, № 3, с. 144148.

318. Gavrilov N.V., Mesyats G.A., Radkovsky G.V., Bersenev V.V. Development of technologicalsources of gas ions on the basis of hollow-cathode glow discharges // Surface and Coatings Technology, 1997, v. 96, p. 81-88.

319. Плешивцев H. В. Катодное распыление. M.: Атомиздат, 1968. 347 с.

320. Физические величины: справочник / Под ред И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. М.:

321. Энергоатомиздат, 1991. 1232 с.

322. Vizir А. V., Yushkov G. Yu., Oks Е. М. Further development of a gaseous ion source based onlow-pressure hollow cathode glow // Rev. Sci. Instrum., 2000, v. 71, No 2, p. 728-730.

323. Метель A.C. Плазменный источник электронов с секционированным холодным полымкатодом // Приборы и техника эксперимента, 1987, № 1, с. 164-167.

324. Гушенец В.И., Крейндель М.Ю., Оке Е.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. К вопросу озарядовой компенсации широкоапертурных ионных пучков // Тез. докл. IX симп. по сильноточной электронике. Томск, 1992. С. 117-118.

325. Оке Е.М., Юшков Г.Ю. Влияние ионизации остаточного газа на электрическиеизмерения тока ионного пучка // Там же, с. 90-91.

326. Николаев А.Г., Оке Е.М., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Источник ионов металлов наоснове вакуумной дуги в сильном магнитном поле // Тез. докл. IV. Всес. конф. «Модификация свойств конструкционных материалов пучками заряженных частиц». Томск, 1996. С. 7-9.

327. Koval N.N., Oks Е.М., Schanin P.M., Kreindel Yu.E., Gavrilov N.V. Broad beam electron sources with plasma cathodes // Nucl. Instr. and Meth. in Phys. Res., 1992, v. A321, p. 417428.

328. Николаев А.Г., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Извлечение ионов из плазмы дуговыхразрядов низкого давления поперек анодной полости // Приборы и техника эксперимента, 1994, № 3, с. 112-117.

329. Гаврилов Н.В., Ковальчук Б.М., Крейндель Ю.Е. и др. Высоковольтный электронный источник с плазменным эмиттером для формирования пучков большого сечения // Приборы и техника эксперимента, 1981, № 3, с. 152-154.

330. Oks E., Vizir A., Yushkov G. High current ion source based on hollow cathode glow with e-beam injection // Proc. 12th Intern. Conf. on High Power Particle Beams. V. II, p. 955-958, 1998.

331. A.c. № 976806, МКИ H01J 27/02. Многоапертурная система извлечения заряженныхчастиц из плазменного источника / Н.В. Гаврилов, Е.М. Оке. Заявлено 17.07.81.

332. Тюменцев А.Н., Коротаев А.Д., Панин О.В., Пинжин Ю.П., Бугаев С.П., Николаев А.Г.,

333. Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Влияние газовой среды имплантера на закономерности структурно-фазовых превращений в молибдене при имплантации ионов иттрия // Поверхность, 1996, № 10, с. 58-66.

334. Тюменцев А.Н., Коротаев А.Д., Пинжин Ю.П., Панин О.В., Сафаров А.Ф., Бугаев С.П.,

335. Тюменцев А.Н., Коротаев А.Д., Пинжин Ю.П., Панин О.В., Бугаев С.П., Оке Е.М.,

336. Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Материаловедческая аттестация ионного источника «Титан» и обоснование технологических параметров лучевой обработки с его использованием // Там же. Т. 1, с. 60-62.

337. Korotaev A.D., Tyumentsev A.N., Pinzhin Yu.P., Safarov A.F., Bugaev S.P., Schanin P.M.

338. Koval N.N., Yushkov G.Yu., Vizir A.V. Modification of the structure-phase state of coatingsby ion implantation techniques // Fall Meeting 1995 of the Materials Research Society. Boston, USA, 1996. P. 119-124.

339. Тюменцев A.H., Пинжин Ю.П., Коротаев А.Д., Сафаров А.Ф., Бугаев С.П., Николаев

340. А.Г., Юшков Г.Ю. Влияние температуры на закономерности структурно-фазовой модификации поверхности молибдена при имплантации ионов циркония и азота // Физика металлов и металловедение, 1997, т. 83., № 2, с. 109-115.

341. Tyumentsev A.N., Pinzhin Yu.P., Korotaev A.D., Behert A.E., Savchenko A.O., Kolobov

342. Yu.R., Bugaev S.P., Schanin P.M., Yushkov G.Yu. Phase transformation in Mo under simultaneous implantation of metal and gas ion // Nucl. Instrum. and Meth. Phys. Res., 1993, v. B80/81, No 8, p. 491-495.

343. Brown I.G., Anders A., Anders S., Dickinson M.R., MacGill R.A., Monteiro O.R., Oks E.M.,

344. Detlewski N. Brown I.G., Liu F., Oks E.M., Yushkov G.Yu. Time-of-Flight of Dual1.planted Metals // Proc. XIII Intern. Confer, on Ion Beam Analysis. Lisbon, Portugal, 1997.

345. Dytlewski N., Evans P.J., Brown I.G., Liu F., Oks, E.M., Yushkov, G.Y. Time-of-flight ofdual implanted metals // Nuclear Instruments & Methods in Physics Research, B, 1998. v. 136-138, p. 644-648.

346. Schneider J., Anders A., Yushkov G. Magnetic-field-dependent plasma composition of a pulsed aluminum arc in an oxygen ambient // Appl. Phys. Lett., 2001, v. 78, No 2, p.150-152.

347. Monteiro O.R., Vizir A.V., Brown I.G. Multilayer thin-films with chevron-like microstructure

348. J. Appl. Phys., 1998, v. 31, No 22, p. 3188-3196.

349. Shamim M., Scheuer J.T., Fetherson R.T., Conrad J.R. Measurement of electron emission due to energetic ion bombardment in plasma source ion implantation // J. Appl. Phys., 1991, v. 70, p. 4756-4759.

350. Handbook of plasma immersion ion implantation and deposition / Ed. A. Anders. N.Y.: John1. Wiley and Sons, 2000.

351. Anders A., Yushkov G. Measurement of secondary electrons emitted from conductivesubstrates under high-current metal ion bombardment // Surface and Coating Technology,2001, v. 136, p. 111-116.

352. Anders A., Yushkov G. Measurement of secondary electrons emitted from conductivesubstrates under ion bombardment // Proc. Vth Intern. Workshop on Plasma-Based Ion Implantation (PBII-99). Kyoto, Japan, 1999.

353. Bugaev S.P., Nikolaev A.G., Oks Е.М., Schanin P.M., Yushkov G.Yu. The «TITAN» ionsource//Rev. Sci. Instrum., 1994, v. 65, No 10, p. 3119-3125.

354. Schanin P.M., Koval N.N., Borisov D.P., Yushkov G.Yu., Vizir A.v., Nikolaev A.G.,

355. Oks E., Yushkov G. The gas and metal ion sourses // Proc. Mevva Workshop'95. Berkeley, USA, 1995. P. 24-36.

356. Nikolaev A.G., Oks E.M., Schanin P.M., Yushkov G.Yu. Vacuum arc gas/metal ion sourceswith a magnetic field // Rev. Sci. Instrum., 1996, v. 67, No 3, p. 1213-1215.

357. Nikolaev A.G., Oks E.M., Yushkov G.Yu., MacGill R.A., Dickinson M.R., Brown I.G.

358. Processes involved in vacuum arc triggering by ExB discharge // Proc. XVIIIth Intern. Symp. on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Eindhoven, Netherlands, 1998. V. I., p. 101-104 .

359. Vizir A., Yushkov G., Oks E. Development of gaseous ion and plasma sources based onhollow cathode discharge with electron injection // Ibid., p. 190-193.

360. Bugaev A., Gushenets V., Yushkov G., Oks E., Kulevoy Т., Hershcovitch A., Johnson B.M.

361. Electron-beam enhancement of ion charge state fractions in the metal-vapor vacuum-arc ion source // Appl. Phys. Lett., 2001, v. 79, No 7, p. 919-921.

362. Bugaev S.P., Nikolaev A.G., Oks E.M., Schanin P.M., Yushkov G.Yu. The reliable gas andmetal ion source «TITAN» for a high current ion implantation // Ion implantation and ion beam equipment. Singapore: World Scientific, 1990. P.292-299.

363. Тюменцев A.H., Пинжин Ю.П., Коротаев А.Д., Бехерт А.Э., Савченко А.О., Колобов

364. Ю.Р., Щанин П.М., Юшков Г.Ю. Структурнофазовые превращения в молибдене при совместной имплантации металлических и газовых ионов. Особенности фазовых превращений // Физика металлов и металловедение, 1992, № 9, с. 123-127.

365. Юшков Г.Ю. Исследование направленных скоростей ионов в вакуумном дуговомразряде эмиссионными методами // Изв. высш. учебн. завед. Физика, 2001, № 9, с. 9-14.

366. Бугаев С.П., Николаев А.Г., Юшков Г.Ю., Оке Е.М., Щанин П.М., Браун Я. Источникиионов на основе вакуумного дугового разряда и их применения в технологических процессах // Изв. высш. учебн. завед. Физика, 2001, № 9, с. 23-27.

367. Bugaev A.S., Gushenets V.I., Oks Е.М., Yushkov G.Yu., Anders A., Brown I.G.,

368. Hershcovitch A. Enhancement of high-charge-state ions in vacuum arc ion sources // Proc. 28th Pulsed Power Plasma Science Conf. Las Vegas, USA, 2001.

369. Oks E., Yushkov G., Litovko I, Anders A., Brown I. Further development of low noise

370. MEVVA ion source // Proc. 9th Intern. Conf. on Ion Sources. USA, Oakland, 2001. P. 87.