Приборы с ионным пучком: ..с использованием отражательного разряда, например ионные источники Пеннинга – H01J 27/04

Изобретение относится к вакуумно-плазменной технике, а именно к источникам атомов металла преимущественно для осаждения тонких металлических пленок на диэлектрические подложки в вакуумной камере, и к источникам быстрых атомов и молекул газа. Установка содержит вакуумную камеру 1, эмиссионную сетку из осаждаемого металла 2, полый катод 3, анод 4, источник питания разряда 5, источник ускоряющего напряжения 6, мишень 7 из фольги осаждаемого металла, покрывающую внутреннюю поверхность катода 3, держатель 8 подложек, покрытый изнутри экраном 9 из фольги осаждаемого металла, и источник напряжения смещения 10, который позволяет при неизменных потоках атомов металла и быстрых атомов газа регулировать энергию последних от нуля до 1000 эВ. Технический результат - снижение потерь осаждаемого металла и повышение однородности осаждаемой пленки.3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к вакуумно-плазменной технике. Источник быстрых нейтральных атомов содержит рабочую вакуумную камеру, эмиссионную сетку, ограниченный эмиссионной сеткой и соединенный с ней электрически холодный полый катод, боковая поверхность которого перпендикулярна эмиссионной сетке, анод, источник питания разряда, положительным полюсом соединенный с анодом, а отрицательным полюсом соединенный с полым катодом, и источник напряжения смещения, положительным полюсом соединенный с рабочей вакуумной камерой, а отрицательным полюсом соединенный с полым катодом. Источник дополнительно содержит соленоид, установленный с возможностью обхвата полого катода с возможностью формирования магнитного поля внутри полого катода вблизи его боковой поверхности перпендикулярно эмиссионной сетке, при этом поперечный размер эмиссионной сетки превышает ширину боковой поверхности полого катода более чем в 2 раза. При работе такого источника неоднородность распределения тока пучка не превышает ±10%, а отношение тока пучка к разрядному току повышается до 20-30%. 2 ил.

Изобретение относится к плазменной технике, а именно генерации ионных пучков с большим поперечным сечением. Источник широкоапертурных ионных пучков содержит плазменный катод на основе тлеющего разряда, электродная система которого включает полый катод 1, поджигающий электрод 2 и анодную сетку 3, установленную напротив выходной апертуры полого катода, и плазменную камеру, в состав которой входят стержневой анод 4 и полый цилиндрический эмиттерный электрод 5 с отверстиями, предназначенными для извлечения ионов, электрически соединенный с анодной сеткой 3 и находящийся под отрицательным потенциалом относительно стержневого анода. Эффективная ионизация газа и генерация плотной плазмы обеспечиваются при определенном соотношении площадей стержневого анода и полого эмиттерного электрода, величина которого зависит от среднего числа ионизаций, совершаемых инжектированным быстрым электроном. Отбор ионов из плазмы производится через отверстия в полом цилиндрическом эмиттерном электроде. Диаметр анодной сетки выбирается близким к диаметру полого эмиттерного электрода. Анодная сетка устанавливается на расстоянии от выходной апертуры полого катода, примерно равном ее диаметру. Стержневой анод размещается на противоположном от анодной сетки торце полого цилиндрического эмиттерного электрода, в котором имеется одно или несколько отверстий для подачи рабочего газа, а отверстия, предназначенные для извлечения ионов, располагаются на боковой поверхности полого эмиттерного электрода. Технический результат - формирование протяженных ленточных пучков и радиально расходящихся пучков с равномерным распределением плотности ионного тока в поперечном сечении пучков. 2 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к газонаполненным нейтронным трубкам для каротажных работ на нефтяных, газовых и рудных месторождениях. Газонаполненная нейтронная трубка содержит корпус, в котором расположены иммерсионная ионно-оптическая система, мишень, магнитогазоразрядный ионный источник с дисковым магнитом катода и кольцевым магнитом вокруг полого антикатода. Кольцевой магнит выполнен из двух полуколец и скреплен пружинной металлической немагнитной стяжкой и установлен в теле антикатода во внешнем пазу корпуса, а дисковый магнит расположен в полости проходного изолятора ионного источника, его магнитное поле направлено навстречу магнитному полю дискового магнита и выбрано из условия B_d 2B_c 240 мТл, где B_d - максимальная магнитная индукция дискового магнита; B_c - максимальная магнитная индукция кольцевого магнита. Технический результат: повышение нейтронного потока, уменьшение энергопотребления, уменьшение рабочего давления, повышение надежности и ресурса работы, уменьшение диаметра прибора. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 3 ил.

Изобретение относится к способам изготовления газонаполненных нейтронных трубок и формированию нейтронного потока. Способ формирования нейтронного потока газонаполненной нейтронной трубки с ионным источником заключается в том, что создают магнитное поле дисковым и кольцевым магнитами, у выходного отверстия для ионов в полости антикатода ионного источника формируют азимутально-симметричный переход магнитного поля через нулевое значение. Параметры дискового и кольцевого магнитов выбирают из условий:

B _d 2B_c 240 мТл; 2,5 S/h 3,0; 2,0 D/l 2,5, где B_d - максимальная магнитная индукция дискового магнита; B_c - максимальная магнитная индукция кольцевого магнита; S - расстояние между магнитами; D - диаметр полости в антикатоде; l - глубина полости в антикатоде; h - высота анода. Технический результат - повышение нейтронного потока, уменьшение рабочего давления, повышение надежности и ресурса работы, уменьшение диаметра прибора. 1 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к ускорительной технике и может быть использовано в научной деятельности и технологических процессах, в которых используются пучки водородных ионов со средней интенсивностью тока в несколько миллиампер. Источник постоянного тока водородных ионов со стержневым холодным катодом состоит из соленоидальной катушки, надетой на немагнитную вакуумную камеру, внутри которой помещены первый магнитный полюс с центральным углублением, первый катод из нержавеющей стали в виде плоского диска с центральным углублением в виде стакана, примыкающего к первому магнитному полюсу, анода в виде пустотелого цилиндра, выполненного из нержавеющей стали, второго холодного катода в виде диска, выполненного из нержавеющей стали, по оси которого выполнено углубление с отверстием эмиссии в центре, своей выступающей частью вставленного в отверстие второго магнитного полюса, в первом магнитном полюсе, в первом холодном катоде и в вакуумной камере ионного источника выполнено сквозное отверстие, через которые пропущен стержень из тугоплавкого металла, один конец которого введен в разрядную камеру ионного источника, а второй конец соединен с механизмом, с помощью которого осуществляется перемещение стержня в прямом и обратном направлении вдоль оси разрядной камеры источника. Анод выполнен в виде пустотелого цилиндра с центральной кольцевой перемычкой внутри, с двух сторон в анод до перемычки вставлены два тонкостенных цилиндра из немагнитного металла чем обеспечивается защита катода и изолятора анода от углерода вакуумного масла вакуумного насоса. Технический результат: увеличение ресурса работы ионного источника при режиме постоянного ионного тока в несколько миллиампер. 1 ил.

Изобретение относится к технике получения плазмы и генерации ионных пучков с большим током. Сущность изобретения: ионный источник с холодным катодом содержит плазменный катод, электродная система которого включает полый катод тлеющего разряда, поджигающий электрод и анодную сетку, и генератор плазмы, включающий основной анод и экранную сетку с отверстиями для извлечения ионов, электрически соединенную с анодной сеткой и находящуюся под отрицательным потенциалом относительно основного полого анода, на поверхности которого установлена система постоянных магнитов для формирования многополюсного периферийного магнитного поля. Анодная сетка установлена на обращенном к основному аноду торце полого анода тлеющего разряда, на противоположном торце которого установлена диафрагма с анодной апертурой, которая соосна катодной апертуре, причем выполняются соотношения d_a>d_к и d_с<D-2h, где d_a , d_к, d_c, D - диаметр анодной апертуры, диаметр катодной апертуры, диаметр анодной сетки и диаметр основного анода, соответственно, a h - наименьшее расстояние между рядами постоянных магнитов с различной полярностью. Техническим результатом изобретения является увеличение энергетической эффективности и газовой экономичности ионного источника при сохранении массогабаритных характеристик, простоты, надежности и высокого ресурса ионного источника. 1 ил.

Изобретение относится к технике получения плазмы и генерации ленточных ионных пучков. Сущность изобретения: ленточный плазменный эмиттер ионов содержит плазменный катод, электродная система которого включает цилиндрический полый катод с выходной апертурой в форме щели, ось которой параллельна оси катода, поджигающий электрод в виде тонкой нити, натянутой вдоль оси катода, мелкоструктурную анодную сетку, установленную напротив катодной апертуры, и генератор плазмы, включающий экранную сетку с отверстиями для извлечения ионов, которая электрически соединена с анодной сеткой, и находящийся под положительным потенциалом относительно сеток полый основной анод, на внешней поверхности которого установлена магнитная система, состоящая из постоянных магнитов. Постоянные магниты имеют одинаковую ориентацию полюсов и установлены вдоль анода в один ряд для формирования линейного однополюсного расходящегося магнитного поля внутри анодной полости, причем поперечный размер анодной сетки определяется с учетом толщины катодного слоя пространственного заряда по представленным зависимостям. Техническим результатом изобретения является создание протяженного ленточного плазменного эмиттера ионов на основе разряда с холодным катодом при сохранении высокой энергетической эффективности и газовой экономичности ионного источника. 1 ил.

Изобретение относится к плазменной эмиссионной электронике, в частности к конструкции источника электронов с плазменным эмиттером, генерирующего радиально сходящиеся ленточные пучки, и может быть использовано в электронно-ионной вакуумной технологии термообработки наружных поверхностей деталей и изделий цилиндрической формы ускоренным пучком электронов. Технический результат изобретения заключается в повышении эффективности, надежности пеннинговского эмиттера с радиально сходящимся пучком электронов, увеличении его функциональных возможностей при обработке деталей и изделий цилиндрической формы за счет изменения геометрических размеров выходного окна регулируемой эмиссионной щели от 1-5 мм. Плазменный источник электронов на основе пеннинговского разряда с радиально сходящимся ленточным пучком содержит анод, выполненный в виде цилиндрического тороида, перфорированного отверстиями на боковой поверхности, и двух съемных колец Г-образной формы сечения, на края которых напрессованы ферромагнитные вставки с образованием регулируемой эмиссионной щели в виде усеченного конуса. Концентрично внутри анода расположен катод, выполненный в виде опорного кольца прямоугольной формы сечения, на внутренней стороне которого по образующей заглублены ферромагнитные стержни на половину своей длины, а выступающие кубические части стержней делят полость анода на разрядные ячейки типа Пеннинга. На внешней боковой поверхности катода в пазах установлены попарно скрепленные постоянные магниты, создающие в каждой ячейке поперечное магнитное поле, при этом направление силовых линий магнитного поля от ячейки к ячейке периодически меняется. В цилиндрическом тороиде соосно установлен извлекающий электрод в виде усеченного конуса, обращенного малым основанием к эмиссионной щели, а стержни имеют сообщающиеся между собой отверстия для подачи рабочего газа в разрядные ячейки от газораспределителя. 3 ил.

Использование: ускорительная техника. Сущность изобретения: использование стержневого катода с дистанционно управляемым механизмом для перемещения катода вдоль оси позволяет оптимизировать работу ионного источника. Техническим результатом изобретения является увеличение ресурса работы импульсного источника водородных ионов при среднем ионном токе в несколько миллиампер. 1 ил.

Изобретение относится к газоразрядной технике и может быть использовано для получения тлеющего разряда (ТР) для различных целей, например для возбуждения активных сред газовых лазеров, для спектроскопии газов и их смесей для химического анализа, для создания плазмохимических реакторов и установок плазменного травления микросхем и др. Газоразрядная камера представляет собой герметичную газонаполненную полость, стенки которой выполнены в виде металлических электродов, отделенных от смежных электродов изолирующими прокладками. Камера выполнена в форме выпуклого многогранника, на ребрах которого размещены изоляторы, таким многогранником может быть: правильный октаэдр, кубооктаэдр, икосододекаэдр, ромбокубооктаэдр, усеченный тетраэдр, усеченный икосаэдр, усеченный гексаэдр или усеченный додекаэдр. Кроме того, многогранник может представлять собой совокупность двух пирамид с одинаковым четным числом боковых граней и с открытыми одинаковыми основаниями, совмещенных по контурам своих оснований так, чтобы вершины пирамид находились по разные стороны от плоскости оснований, или многогранник также может представлять собой совокупность двух пирамид и, по меньшей мере, одной призмы с одинаковым четным числом боковых граней и с открытыми одинаковыми основаниями, совмещенных по контурам своих оснований в последовательности “пирамида-призмы-пирамида” так, чтобы вершины пирамид находились по разные стороны от призм. Технический результат: создание сферической фокусировки плазмы отрицательного свечения, приводящей к увеличению удельной светимости при одинаковом с прототипом энерговкладе в ТР. 1 н. и 10 з.п. ф-лы, 10 ил.