SCI Библиотека

Представлены результаты экспериментальных исследований разрядной системы на основе импульсного (200400 мкс, 525 Гц) сильноточного (530 А) планарного магнетронного разряда с мишенью диаметром 125 мм и дополнительной инжекцией электронов из вакуумного дугового разряда. Инжекция электронов в магнетронный разряд осуществляется с обратной стороны распыляемой мишени через центральное отверстие, что обеспечивает дополнительное ускорение инжектируемых электронов в катодном слое магнетронного разряда и увеличение энергетической эффективности разрядной системы. Исследован масс-зарядовый состав ионов генерируемой плазмы при снижении рабочего давления вплоть до предельно низкого уровня 0,2 мТорр. Получены условия обеспечения высокой доли ионов материала мишени в генерируемой плазме, в том числе в диапазоне низких значений рабочего давления, где стандартный магнетронный разряд характеризуется увеличением доли ионов рабочего газа и переходит в высоковольтную слаботочную форму.

С помощью тепловизионной диагностики и широкополосной осциллографии исследованы распределения плотности тока и энергии по сечению низкоэнергетического (до 30 кэВ) сильноточного (до 20 кА) электронного пучка микросекундного диапазона длительностей импульса. Показано, что распределение плотности энергии является достаточно однородным (внутри круга диаметром около 2,5 см, т. е. близким к внешнему диаметру эмитирующей части катода) при индукции ведущего магнитного поля сравнимой или несколько большей индукции собственного магнитного поля пучка.
В слабом ведущем магнитном поле (или при его отсутствии) пучок фокусируется, распределение плотности энергии становится резко неоднородным. Показано также, что даже относительно слабое магнитное поле (около 25 мТл) стабилизирует поперечное положение пучка от импульса к импульсу. Каких-либо микронеоднородностей миллиметрового масштаба в распределениях плотности энергии не наблюдалось.

Исследованы особенности работы разрядной системы на основе планарного магнетрона с дополнительной инжекцией электронов и коническим отражающим электродом. Инжекция электронов осуществлялась из тлеющего разряда с полым катодом, размещенным с обратной стороны мишени. Мишень магнетронного разряда диаметром 125 мм была выполнена из меди. Давление рабочего газа (аргон) варьировалось в диапазоне от 3 до 0,5 мТорр. Разряды функционировали в непрерывном режиме. Представлены результаты влияния отражающего электрода на радиальную однородность генерируемой плазмы, а также степень его распыления. Исследовано влияние рабочего давления на радиальную однородность, поверхностную и фазовую структура осаждаемых пленок меди.

Исследована частотная зависимость энергии и тока ионов на выходе из ВЧ источника плазмы, имеющего геометрию СПД. Показано, что энергия ионов максимальна при работе на частоте 6,8 МГц. Увеличение рабочей частоты сопровождается падением энергии ионов. Ток ионов немонотонно зависит от частоты. При частотах менее 27,12 МГц рост энергии ионов сопровождается падением тока, а падение энергии ростом тока. Увеличение частоты до 27,12 МГц не приводит к росту ионного тока

Выполнен анализ мест нахождения координат высотных кольцевых свечений (эль-фов), зарегистрированных на международной космической станции в рамках международной программы «УФ-атмосфера» в 2019–2022 гг. Большинство эльфов зарегистрированы в экваториальной области Земли, что может быть следствием орбиты МКС, а также наличием большого количества гроз в этих областях. Анализ показал, что координаты зарегистрированных 37 эльфов в большей части расположены вдоль границ тектонических плит Земли

Выполнено экспериментальное исследование параметров сеточного ВЧ источника ионов с металлической газоразрядной камерой диаметром 10 см и внутренней антенной. Продемонстрирована стабильность работы указанного источника в случае, когда в цепь ВЧ-антенны последовательно включены 2 ёмкости, размыкающие эту цепь по постоянному току. Показано, что в зависимости извлечённого ионного тока от индукции внешнего продольного магнитного поля наблюдается максимум при значении 16 Гс. Извлечённый ионный ток у исследованного источника приблизительно в 2 раза меньше, чем у аналогичного источника с кварцевой ГРК такого же диаметра
и внешней ВЧ-антенной.