CC BY
111
УДК 533.9.03, 533.9.07, 537.565, 537.568
РАЗРАБОТКА ИСТОЧНИКА ЛЕНТОЧНЫХ ПУЧКОВ ИОНОВ ГАЗОВ ДЛЯ МОДИФИКАЦИИ РУЛОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Д.Р. Емлин, А.И. Меньшаков
THE DEVELOPMENT OF A SOURCE OF GASEOUS IONS’ RIBBON BEAMS FOR MODIFICATION OF ROLL MATERIALS
D.R. Emlin, А.1. Menshakov
Описаны принцип работы, конструкция и приведены результаты испытаний ленточного источника газовых ионов на основе несамостоятельного газового разряда низкого давления, поддерживаемого эмиссией плазменного катода с сеточной стабилизацией. Источник генерирует пучки ионов газов (N2, Ar, O2 и их смесей) в импульсно-периодическом режиме (5-1000 Гц, 0,25-0,5 мс). Поперечное сечение пучка 650x80 мм2. Энергия ионов регулируется в пределах 15-40 кэВ, средний ток пучка от 0,5 до 200 мА, неоднородность распределения плотности тока вдоль большой оси сечения пучка ±10 %. Источник работает в диапазоне давлений 0,03-0,07 Па, обеспечиваемых паромасляным насосом. Высокая надежность и большой ресурс ионного источника обусловлены использованием в его газоразрядной системе плазменного катода на основе тлеющего разряда.
Ключевые слова: тлеющий разряд, плазма, ленточный ионный источник, ионный пучок, модификация поверхности материалов.
The operating principle, design, and test results of a source of gaseous ions’ ribbon beam are described. The source was based on non-self-sustained gas glow discharge of low pressure supported by emission of grid stabilized plasma cathode. Beams of gaseous ions (N2, Ar, O2 and their mixes) were generated in pulse-periodic mode (5-1000 Hz, 0.25-0.5 ms). Beams cross section made 650x80 mm2. Ions energy was adjusted within the range 15-40 keV, the average beam current being 0.5-200 mА, the heterogeneity of current density distribution along the large axis of beam cross-section being ~10%. The source operated under pressures 0.03-0.07 Ра provided by diffusion pump. High reliability and large resource of the ion source are caused by the use of plasma cathode based on glow discharge in its discharge system.
Keywords: glow discharge, plasma, ribbon beam ion source, ion beam, modification of materials surface.
Введение. Полимерные волокнистые композиционные материалы должны обеспечивать высокую прочность, стойкость к динамическим и статическим нагрузкам, вибро- и трещиностой-кость, долговечность и т. д. На современном этапе развития технологий получения таких материалов основным фактором, ограничивающим область их применения, является невысокий уровень адгезионного взаимодействия наполнителя и связующих компонентов [1]. Для повышения взаимодействия между наполнителем и связующим применяют химические и физические методы предварительной обработки армирующего наполнителя. Одним из методов структурной модификации поверхности и увеличения межфазного взаимодействия материалов является ионнолучевая обработка пучками ионов с энергией 10-40 кэВ, которая приводит к распылению граничных слоев материала, изменению химического состава, структурно-фазовым изменениям приповерхностного слоя, а также активизирует поверхностные связи [2-9]:
1) обработка полимеров импульсным пучком газовых ионов (1-20 мА/см2, 0,03-1 мс) с флюен-сом выше 3 1014 ион/см2 приводит к разрыву части химических связей, появлению свободных радикалов, деполимеризации с выделением мономеров и их фрагментов, а также образованию
сшивок, повышению твердости поверхности за счет карбонизации [7-9]. Повышение плотности тока приводит к росту концентрации дефектов структуры макромолекул, появлению активных молекулярных обрывков и атомов в нейтральном и ионизированном состоянии, повышает локальный разогрев вблизи латентного трека, который влияет на состав и структуру поверхностного слоя полимера, а также усиливает рост карбонизированной фазы [8, 9]. Разрушение химических связей в полимерах носит селективный характер и направлено на деструкцию более слабых связей и трансформацию функциональных химических групп;
2) обработка пучком ионов азота (1-3 мА/см2, 30 кэВ, флюенс ~1017 ион/см2) графита и кар-боволокна приводит к увеличению угла смачивания жидкой медью с 120 до 133°, глубина проникновения азота достигает 80 нм. При флюенсе ~1018 ион/см2 происходит аморфизация приповерхностного слоя [3, 4, 10, 11];
3) при нанесении металлических покрытий на полимеры перемешивание атомов в переходном слое пучком ионов с удельной мощностью 0,4-0,16 Вт/см2 обеспечивает при кратковременном воздействии (~0,25-2 мин) прочность соединения на разрыв 6,5 ГПа даже для таких химически инертных пар материалов, как полиэтилен и медь [5]. Глубина перемешивания достигает 30 нм.
Таким образом, ионное облучение способно оказать определяющее влияние на физико-химические свойства материалов и прочность их адгезионного соединения.
Большие поверхности материалов целесообразно обрабатывать ленточными ионными пучками с близким к однородному распределением плотности тока вдоль длинной оси его поперечного сечения. Скорость перемещения материала в зоне облучения определяется требуемым флюен-сом ионного облучения, плотностью тока пучка и допустимой температурой обрабатываемого материала. Трудности создания мощного ионного источника такого класса обусловлены как сложностью генерации однородной плазмы в электродной системе значительной протяженности, так и процессами взаимодействия ускоренных ионов с газом в системе формирования ионного пучка, приводящими к потере мощности пучка и нагреву электродов источника до высоких температур.
В работе приводятся результаты испытаний источника ленточного пучка газовых ионов с поперечным сечением 650^80 мм2, работающего в импульсно-периодическом режиме генерации пучка и предназначенного для обработки больших поверхностей материала в рулонах или листах.
Эксперимент. Опыт разработки технологических ионных источников показал, что низковольтный разряд, поддерживаемый эмиссией плазменного катода с сеточной стабилизацией (СПК), способен генерировать плотную плазму с незначительным содержанием продуктов эрозии электродов при пониженном давлении газа (до 0,01 Па) [12, 13]. При использовании полого катода и анода малого размера осцилляция эмитированных СПК и ускоренных в двойном слое быстрых электронов обеспечивает пространственную однородность генерируемой плазмы независимо от направления инжекции электронов относительно направления извлечения ионов из плазмы даже при малых размерах плазменного катода (доли см2) [12].
Если электроны вводятся в разряд по нормали к направлению извлечения ионов, то отсутствие жесткой связи размеров и формы электронного и ионного плазменных эмиттеров позволяет создавать источники ленточных ионных пучков значительной протяженности (~1 м). Для этого требуется удовлетворить нескольким условиям [14-17]: 1) длина пути быстрых электронов в плазме должна намного превосходить длину плазменного эмиттера ионов; 2) в электродной системе должен быть минимизирован продольный градиент давления газа; 3) следует исключить возникновение пучково-плазменного разряда. Для выполнения последнего условия снижают плотность тока электронного пучка в плазме увеличением площади сетки плазменного катода. Снижение плотности эмитирующей электроны плазмы в СПК приводит к увеличению толщины ионного слоя пространственного заряда между плазмой и поверхностью сетки, что обеспечивает выполнение условия сеточной стабилизации [18] при увеличенном размере отверстий сетки. В результате применения в СПК перфорированных электродов толщиной 2-4 мм с отверстиями диаметром 3-5 мм взамен мелкоструктурной плетеной сетки с ячейкой менее 1 мм ресурс катодного узла увеличивается до нескольких тысяч часов [15].
При испытаниях прототипа ленточного ионного источника в непрерывном режиме генерации пучка [16] было показано, что при достаточно большой длине ускоряющего зазора (до 12 см), которая в соответствии с соотношением Чайлда - Ленгмюра определяется сочетанием плотности
тока ионного пучка (0,1-0,3 мА/см2) и величиной ускоряющего напряжения (до 40 кВ), в ускоряющем промежутке в результате процессов перезарядки и ионизации атомов газа ускоренными ионами, сечения которых в используемом диапазоне энергий ионов (25-40 кэВ) имеют порядок ~ 10-15 см2 [17, 19], появляются вторичные заряженные частицы, которые ускоряются в электрическом поле и бомбардируют электроды ионного источника. Следствием этих процессов являются нагрев и значительное линейное расширение протяженных электродов, их коробление и нарушение юстировки отверстий ионной оптики, а также снижение энергетической эффективности источника ионов в целом. Перевод ионного источника из непрерывного режима работы в импульсно-периодический режим (длительность импульса 0,25 и 0,5 мс; 5-1000 Гц) сопровождается увеличением импульсного значения тока пучка при сохранении среднего тока, что позволяет уменьшить длину ускоряющего зазора и снизить тем самым интенсивность процессов взаимодействия ускоренных ионов с атомами газа. При ускоряющем напряжении 40 кВ увеличение плотности тока ионов в импульсе до у'~ 1 мА/см2 приводит к сокращению требуемой длины зазора до й = 4 см, что должно привести к примерно трехкратному уменьшению тока вторичных частиц на электроды источника [20].
а)
б)
Рис. 1. Ионный источник: а - схема: 1 - полый катод, 2 - сетка плазменного катода (СПК), 3 - плазменная камера, 4 - стержневой анод, 5, 6 - экранный, ускоряющий электроды ионно-оптической системы, 7 - водоохлаждаемый коллектор; б - конструкция: 1 - корпус, 2 - посадочный фланец, 3 - полый катод, 5 - плазменная камера, 6 - анод, 7 - сетка СПК, 8 - керамический изолятор, 9, 10 - экранный и ускоряющий электроды,
11 - радиатор; в - общий вид
в
Источник (рис. 1) работает следующим образом: рабочий газ (Лг, N2) напускается в разрядную систему (рис. 1, а) с противоположных торцов. Импульсный тлеющий разряд зажигается между полым катодом 1 и сеткой плазменного катода 2 через отверстие в конической вставке, которая обеспечивает расширение столба разряда в его анодной части до размеров сетки 2. Электроны через сетку плазменного катода 2 поступают в полость плазменной камеры 3. На противоположном от сетки торце камеры установлен стержневой анод 4. Напряжение и2 (50-250 В) между сеткой 2 и стержневым анодом 4 определяет начальную энергию быстрых электронов. Быстрые электроны осциллируют в плазменной камере и ионизуют газ. В результате создается однородная по длине камеры плазма, имеющая потенциал, близкий к потенциалу анода, и отде-
ленная от стенок плазменной камеры катодным слоем. Ионный пучок с поперечным сечением 650^80 мм2 формируется двухэлектродной многощелевой ионно-оптической системой 5, 6, электроды которой установлены на боковых поверхностях камеры и корпуса источника ионов. Геометрическая прозрачность ионной оптики составляет 80 %. В испытаниях ионный пучок принимался на водоохлаждаемый коллектор 7. Отрицательный потенциал, приложенный к ускоряющему электроду 6, создает потенциальный барьер, препятствующий поступлению электронов из плазмы, образующейся в пространстве дрейфа ионного пучка, в ускоряющий промежуток системы формирования ионного пучка 5, 6.
Рабочий диапазон изменения давления газа в камере (0,015-0,08 Па) определяется тем, что при уменьшении давления не зажигается самостоятельный тлеющий разряд в электродной системе СПК, а при повышении давления происходит пробой высоковольтного ускоряющего промежутка.
Измерение токов в цепях полого катода 1, стержневого анода 4 позволяет оценивать ток эмиссии ионов из плазмы и среднее число ионизаций п в расчете на один быстрый электрон. В высокоэффективном режиме эмиссии СПК [20] ток тлеющего разряда близок к току эмиссии электронов, а разность тока в цепи стержневого анода и тока эмиссии электронов равна току генерируемых в плазменной камере ионов. Ток тлеющего разряда в цепи полого катода 1 (11) регулировался в пределах 1-3 А. Ток в цепи стержневого анода 4 при этом достигал 3-10 А. Таким образом, в расчете на один быстрый электрон в плазменной камере генерируется п ~ 1е / (Iа — 1е) ~2-3 иона, где 1е - ток электронов эмитированных из плазмы самостоятельного тлеющего разряда, 1а - ток в цепи стержневого анода 4.
Поскольку прямые электрические измерения тока пучка на коллектор невозможны из-за наличия пучковой плазмы, ток оценивался калориметрическим методом. Измерение объемного расхода воды через коллектор (йУй) и разности температур АТ на входе и выходе коллектора 7 позволяет оценить мощность и ток ионного пучка из соотношения: ину1к = р(й¥ / й)САТ, где ину - ускоряющее ионы напряжение, 1к - ток на коллектор, С - теплоемкость, р - плотность охлаждающей жидкости.
Качественно характер распределения плотности тока вдоль длинной оси поперечного сечения пучка определялся с помощью подвижного стержневого зонда, расположенного на расстоянии ~150 мм от ионно-оптической системы.
Конструкция ионного источника.
Электроды газоразрядной системы ионного источника (рис. 1, б) смонтированы внутри цилиндрического корпуса 1 (1300 мм х 0320 мм), который присоединяется к вакуумной камере через переходной патрубок с фланцем 2. На торце корпуса установлен полый катод 3, с выходной апертурой 010 мм. На другом торце установлена сборка, содержащая плазменную камеру 5 (Л750 мм, 0150 мм) со стержневым анодом 6 (Н700 мм, 04 мм) и сеткой плазменного катода 7, изготовленной из нержавеющей стали (090 мм, к~2 мм, ~310 отв. 03 мм). Электроды смонтированы на керамических высоковольтных изоляторах 8, 0110 мм и высотой 80 мм (ОАО «Ваккер», Москва), в полости которых размещены кабельные вводы, а также фторопластовые трубки для подачи газа и дистиллированной воды. Прокачка воды обеспечивает охлаждение зон крепления электродов, защищает от перегрева резиновые уплотнители и расположенные в полости высоковольтных изоляторов полимерные изоляционные элементы.
Экранный электрод 9 ионно-оптической системы образован набором стержней из вольфрама диаметром 2 мм, расположенных в одной плоскости с шагом 10 мм. Способ установки стержней в электроде допускает их свободное линейное расширение при нагреве, что исключает их короб-
ление и нарушение юстировки отверстий ионной оптики. Для снижения провисания потенциала в щелях и уменьшения напряжения отсечки вторичных электронов ускоряющий электрод 10 содержит два параллельных ряда таких стержней. Длина ускоряющего зазора - 40 мм. Корпус 1 и посадочный фланец 2 охлаждаются прокачкой воды через радиатор 11. Расположение источника -вертикальное. Внешний вид источника показан на рис. 1, в.
Результаты эксперимента и их обсуждение. Калориметрические измерения показали, что ток пучка ионов в диапазоне энергий 15-35 кэВ прямо пропорционален току в цепи анода несамостоятельного разряда (рис. 2). Линейность зависимости тока пучка от тока разряда свидетельствует о малых потерях пучка на электродах ионной оптики в широком диапазоне энергий ионов и позволяет с точностью до 10 % оценивать ток пучка, измеряя ток в цепи анода (1к ~1/8 1а).
Отношение тока ионов на коллектор к току в цепи высоковольтного источника характеризует эффективность преобразования электрической энергии в энергию ионного пучка. Это отношение практически не зависит от тока разряда и тока в цепи источника высокого напряжения I (0,1-2 А), но существенно меняется в функции ускоряющего напряжения. На рис. 3 представлена зависимость отношения тока ионного пучка в цепи коллектора, измеренного калориметрическим методом, к току источника ускоряющего напряжения 1к/1 от энергии ионов. Увеличение энергии ионов вызывает снижение тока пучка, поступающего на коллектор, по следующим причинам:
1) ионизация газа быстрыми ионами в ускоряющем промежутке и возникновение пучков электронов и вторичных ионов. Ускоренные электроны нагревают плазменную камеру 3; вторичные ионы бомбардируют ускоряющий электрод, что приводит к дополнительной эмиссии у-электронов. Сечение ионизации ионным ударом а для аргона достигает максимума в области 35-45 кэВ [16, 17], которой соответствуют минимальные значения тока в цепи коллектора (рис. 3).
Приращение тока в цепи высоковольтного источника составляет ~(2 + у 0,5) 1кЬ а п ,
(п - плотность остаточного газа, Ь - длина ускоряющего зазора, коэффициент ионно-электронной эмиссии у~ 2 [2], а~2 10-15 см2 [17, 21]). Вклад этого фактора в снижение мощности пучка, поступающего на коллектор, оказывается самым значимым (~30 %);
2) неоптимальные условия формирования импульсного пучка на фронте и спаде импульса тока, длительностью 40-140 мкс, в течение которых переносится от 5 до 20 % от полного заряда в импульсе. Во время изменения плотности эмиссионного тока пучок не фокусируется, поэтому часть ионов попадает на электроды источника. Поскольку с ростом энергии ионов увеличивается коэффициент ионно-электронной эмиссии, то даже при постоянном токе ионных потерь суммарные потери, определяемые с учетом вклада у-электронов, будут возрастать. Оценка вклада этого фактора в снижение мощности пучка дает ~13 %. Косвенным доказательством правильности проведенной оценки служит увеличение среднего тока ионов на коллектор на ~7 % при уменьшении длительности фронта импульса в ~2 раза или при соответствующем увеличении длительности импульса;
3) существование потока ионов из пучковой плазмы, поступающих на ускоряющий электрод. Часть эмитированных в результате ионной бомбардировки у-электронов попадает в ускоряющий промежуток, создавая встречный электронный пучок. С ростом энергии ионов ионизация газа и ток электронов возрастает. Полагая, что на ускоряющий электрод поступает ~1/6 от полного тока ионов из пучковой плазмы и ~50 % у-электронов попадает в ускоряющий промежуток, можно
оценить ток у-электронов как —11к 1Ь а п (а - эффективное сечение ионизации ~2 10-15 см2,
2 6
0.2
О1------1-----1-----1-----1-----1-----1----►
10 20 30
еит, кэВ
Рис. 3. Зависимость отношения тока ионов на коллектор к полному току в цепи источника питания от энергии ионов. Р= 0,04 Па, Аг. ¡1 ~ 1,2 - 3 А
коэффициент ионно-электронной эмиссии у—0,6). Потери мощности в результате действия этого фактора составят 4-10 %;
4) перезарядка ионов на атомах остаточного газа в ускоряющем промежутке (с—10-14 см2 [19]) и последующая эмиссия у-электронов в результате бомбардировки ускоряющего электрода вторичными ионами, дает значение потерь ~3-6 %.
В результате использования импульсно-периодического режима генерации ионного пучка уменьшение ускоряющего зазора и, следовательно, тока вторичных частиц [20] позволило снизить нагрев разрядной системы и корпуса источника в —1,5-2 раза. Кроме того, в таком режиме при любом среднем токе пучка изменением частоты повторения импульсов обеспечивается оптимальная фокусировка пучка без изменения длины ускоряющего промежутка, поскольку импульсная плотность тока пучка остается постоянной.
На рис. 4 приведена экспериментальная зависимость амплитуды максимального тока пучка на коллекторе от ускоряющего ионы напряжения. При низких энергиях ионов ускоряющий зазор, рассчитанный на энергию 30 кэВ, не пропускает большие плотности ионного тока; а при энергии выше 25 кэВ ток вторичных частиц дополнительно нагружает источник питания, в результате ток пучка ограничен мощностью источника электропитания. В результате, максимальный ток ионов на коллектор (1 А) при длине ускоряющего зазора 4 см достигается в диапазоне энергий 15-25 кэВ.
Рис. 4. Вольт-амперная характеристика источника. 0,5 мс, 100 Гц, /а- 3-9 А. Р= 0,04 Па, Аг
Рис. 5. Продольное распределение плотности тока ионного пучка: а - односторонний, б - двухсторонний напуск газа. Р= 0,04 Па. Аг
Измерения продольного распределения плотности тока ионов показали, что основным фактором, влияющим на степень неоднородности плазмы, является градиент плотности газа, обусловленный прокачкой газа через электродную систему [16, 20]. При двустороннем напуске газа и односторонней инжекции электронов в камеру длиной 800 мм, близкое к однородному распределение достигается на длине ~650 мм. Краевые эффекты, приводящие к снижению плотности ионного тока, проявляются на расстоянии от торцов камеры ~75 мм. Распределения плотности тока ионов вдоль длинной оси сечения пучка (600^50 мм2) приведены на рис. 5. Локальные неоднородности плотности тока обусловлены структурой ионно-оптической системы и могут быть уменьшены увеличением расстояния от источника до коллектора.
Заключение. Применение несамостоятельного разряда с плазменным катодом и отбором ионов в направлении, нормальном направлению инжекции электронов, обеспечивает формирование ленточного ионного пучка значительной протяженности с близким к равномерному распределением плотности тока вдоль большой оси сечения пучка.
Эффективность генерации пучка ионов с энергией в несколько десятков кэВ при давлении газа в ускоряющем промежутке 0,025-0,05 Па ограничивается неупругими процессами взаимодействия ионного пучка с газом, влияние которых снижается при использовании импульснопериодического режима генерации пучка.
Разработан источник, генерирующий ленточные пучки ионов газов (N2, Аг, 02 и их смесей) в импульсно-периодическом (5-1000 Гц, 0,25-0,5 мс) режиме с импульсным током до 1 А, со средним током до 0,2 А и энергией ионов 15-40 кэВ.
Неравномерность распределения плотности тока вдоль длинной оси сечения пучка -(650x80 мм2) составляет ±10 % в диапазоне давлений газов (2,5-5)10-2 Па.
Высокая надежность и ресурс электродов источника (более 1000) часов обусловлены использованием в плазменном катоде с сеточной стабилизацией тлеющего разряда с холодным катодом и крупноструктурной сетки с размером отверстий 2 мм.
Источник может быть использован для модификации поверхности различных классов материалов: в результате ионной бомбардировки происходят очистка поверхности, активация поверхностных связей и ионно-лучевое перемешивание, что позволяет в несколько раз усилить адгезионные связи между наполнителем и связующим (или подложкой и покрытием). Изменение химического состава и структуры материала ионной имплантацией позволяет повышать твердость (5-50 %), износостойкость (до 2 раз), усталостную прочность и т. д. Результат воздействия зависит от выбора материала, имплантируемой примеси и режимов обработки.
Исследования частично проводились в рамках проекта Областной Программы НИОКР в области нанотехнологий в интересах инновационного развития Свердловской области (2008-2010 гг).
Литература
1. Хаит, Г.И. Исследование прочностных свойств композитов с сильно выраженной неоднородностью / Г.И. Хаит, под ред. Ю.В. Соколкина // Деформирование и разрушение композитов: сб. - Свердловск: УНЦ АН СССР, 1985. - C. 25-28.
2. Плешивцев, Н.В. Физика воздействия ионных пучков на материалы / Н.В. Плешивцев, А.И. Бажин. - М. : Вуз. кн., 1998. - 392 с.
3. Влияние облучения ионами азота на свойства пиролитического графита / Е.А. Лигачева, М.Б. Иванов, Н.В. Гаврилов и др. // Изв. вузов. Порошковые материалы и функциональные покрытия. - 2008. - № 2. - С. 42-45.
4. Ion irradiation of carbon fibers /N.V. Gavrilov, A.E. Ligachev, E.A. Ligacheva, D.R. Emlin // 6th international conference of modification of materials with particle beams and plasma flows, 23-28.09.2002. - Tomsk, 2002. - P. 351-352.
5. Влияние режимов ионного облучения на адгезию медного покрытия к полиэтилену / Н.В. Гаврилов, Д.Р. Емлин, А.В. Кондюрин, В.Н. Мизгулин //Хим. физика и мезоскопия. - 1999. -Т. 1, № 1. - C. 48-59.
6. Модификация оксидированных Zr-Nb сплавов ионными пучками высокой интенсивности / Т.А. Белых, Н.В. Гаврилов, О.А. Голосов и др. // Физика и химия обработки материалов. - 2003. -№ 6. - С. 14-20.
7. Structure of Polyethylene After Pulse Ion Beam Treatment /N. Gavrilov, D. Yakusheva, A. Kon-dyurin et al. // J. Applied Polymer Science. - 1998. - Vol. 69. - P. 1071-1077.
8. Ion beam modification of polyethylene and adhesion to epoxy adhesive / G.A. Mesyats, Yu.S. Klyach-kin, N.V. Gavrilov et al. // Vacuum. - 1996. - Vol. 47, № 9. - P. 1085-1087.
9. Модификация полимерных пленок ПЭ, ПТФЭ, ПК, ПИ импульсными ионными пучками / Н.В. Гаврилов, В.Н. Мизгулин, Р. Стиннетт, А.В. Кондюрин //Хим. физика и мезоскопия. - 1999. -Т. 1, № 1. - C. 39-47.
10. Влияние облучения ионами азота на свойства пиролитического графита / М.Б. Иванов, Н.В. Гаврилов, Д.Р. Емлин и др. // Взаимодействие излучений с твердым телом: материалы 7-й междунар. конф., Минск, 26-28 сент. 2007. - Минск: Издат. центр БГУ, 2007. - C. 20-23.
11. Influence of ion irradiation on properties of graphite / Е.А. Лигачева, М.Г. Иванов, Н.В. Гаврилов и др. //Изв. вузов. Физика. - 2006. - № 8, Прил. - C. 316-317.
12. Несамостоятельный тлеющий разряд с полым катодом для широкоапертурных ионных источников / А.В. Визирь, Е.М. Окс, П.М. Щанин, Г.Ю. Юшков //ЖТФ. - 1997. - Т. 67, № 6. -С. 27-31.
13. Гаврилов, Н.В. Характеристики ионного источника с плазменным катодом и многополюсной магнитной системой удержания быстрых электронов /Н.В. Гаврилов, А.С. Каменецких // ДАН. Сер. физ. - 2004. - Т. 394, № 2. - С. 183-186.
14. Незлин, М.В. Динамика пучков в плазме /М.В. Незлин. - М. : Энергоиздат, 1982. - 218 с.
15. Гаврилов, Н.В. Расширение рабочего диапазона давлений газа и увеличение ресурса сетки плазменного катода в ионном источнике / Н.В. Гаврилов, А.С. Каменецких // ЖТФ. - 2007. -Т. 77. - Вып. 3. - С. 12-16.
16. Источник ленточного пучка ионов газов /Н.В. Гаврилов, Д.Р. Емлин, О.А. Буреев и др. // Труды III Междунар. семинара «Плазменная эмиссионная электроника». - Улан-Удэ: Изд-во БНЦ СО РАН, 2009. - С. 92-99.
17. Gilbody, H.B. Ionization by positive ions / H.B. Gilbody, J.B. Hasted //Proc. Roy. Soc. (London). Series A, Math. and Phys. Sciences. - 1957. - Vol. 240. - Iss. 1222. - P. 382-395.
18. Гаврилов, Н.В. Стабилизация сеточно-плазменного катода в широком диапазоне давлений газа /Н.В. Гаврилов, Д.Р. Емлин, А.С. Каменецких //Изв. вузов. Физика. - 2007. - № 10/2. -С. 154-160.
19. Майоров, С.А. Расчет сечений резонансной перезарядки ионов гелия, неона, аргона, криптона, ксенона, рубидия, цезия и ртути / С. А. Майоров // Труды XXXIVМеждунар. конф. по физике плазмы и УТС, 12-16 февр. 2007 г. - Звенигород, 2007.
20. Формирование ленточного эмиттера ионов в импульсном разряде с плазменным катодом /Н.В. Гаврилов, Д.Р. Емлин, А.С. Каменецких, А.И. Меньшаков//Изв. вузов. Физика. - 2009. -Т. 52, № 11/2. - С. 85-90.
21. Proton and helium stopping cross sections in H2, He, N2, O2, Ne, Ar, Kr, Xe, CH4 and CO2 / G. Reiter, N. Kniest, E. Pfaff, G. Clausnitzer //Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. - 1990. - Sect. B 44. -P. 399-411.
Поступила в редакцию 16 августа 2012 г.
Емлин Даниил Рафаилович. Научный сотрудник, Институт электрофизики УрО РАН, Екатеринбург. Область научных интересов - физика плазмы, ионные, электронные и плазменные источники, модификация материалов в плазме разряда и ионными пучками. Тел.: 8 (343) 267-88-29; е-mail: [email protected]
Daniil R. Emlin. Research assistant, Electrophisics institute UB RAS, Yekaterinburg. Professional interests - рhysics of plasma; ion, electron and plasma sources; modification of materials by discharge plasma and by ion beams. Tel.: 8 (343) 267-88-29; е-mail: [email protected]
Меньшаков Андрей Игоревич. Младший научный сотрудник, Институт электрофизики УрО РАН, Екатеринбург. Область научных интересов - физика плазмы, ионные, электронные и плазменные источники, модификация материалов в плазме несамостоятельного разряда и ионными пучками. Тел.: 8 (343) 267-88-29; е-mail: [email protected]
Andrei I. Menshakov. Junior research assistant, Electrophisics institute UB RAS, Yekaterinburg. Professional interests - physics of plasma; ion, electron and plasma sources; modification of materials by nonselfsustained discharge plasma and by ion beams. Tel.: 8 (343) 267-88-29; e-mail: [email protected]
