Пример Тезиса

Разработка, создание и исследование ионного источника.

Алексей А. Дроздецкий, Андрей А. Шошин
  1. Описаны результаты исследования ионного источника на основе несамостоятельного газового разряда в вакууме в магнитном поле с использованием термокатода. Основой для разработки явился газоразрядный источник Кауфмана [1], однако отсутствие данных о магнитном поле в области ионизации и конструктивных особенностях источника, затрудняет использование представленной информации. Этот факт тимулирует исследование низкоэнергетичных источников ионов на основе газового разряда.
  2. Исследование направлено на создание источника с энергией ионов 30-100 эВ с минимально возможным разбросом по энергии заряженных частиц, что важно при использовании ионно-лучевых технологий для синтеза тонких пленок.
  3. Решена задача формирования и транспортировки ионного пучка применительно к исследуемому источнику. Определены параметры : I=2mA, U(уск)=70В ионного пучка, при которых его диаметр увеличивается не более чем вдвое на расстоянии примерно равном первоначальному радиусу (r=20мм).
    Получены данные о пространственном распределении плотности ионного тока, а также о распределении частиц по энергии зондовым методом с задерживающим потенциалом. Рабочий газ - воздух. Определена [2] зависимость плотности тока ионов в пучке от расстояния и величины магнитного поля. При L = 10см ток равен примерно 50мкА/см2 и 250мкА/см2 при L = 2см; давление в вакуумной камере Р=0,008мм.рт.ст.; ток эмиссии электронов I(э)=2мА.
    Максимум функции распределения ионизированных частиц по энергиям приходится на величину, которая меньше потенциала анода на несколько электрон-вольт, что связано с повышенной ионизацией в области между анодом и термокатодом. Разброс частиц по энергии не превосходит 5-10эВ на полувысоте функции распределения по энергии при потенциале анода 50-60В. Пучок ионов имеет узкую направленность: на расстоянии 10 см от анода полный ток ионов заключён в угол примерно 15 градусов ( на полувысоте функции распределения по углу при потенциалах: анода - (60В), катода- (-10В), первой сетки зонда - (-90В). Погрешность измерений: примерно 2%.
    Для увеличения плотности ионного тока и уменьшения эффектов связанных с зарядкой поверхности подложек с низкой электрической проводимостью использовали метод компенсации пространственного заряда ионного пучка электронами.
  4. ВЫВОДЫ.Разработан, создан и исследован ионный источник на основе несамостоятельного разряда в магнитном поле. Получены дополнительные ( в сравнении с известными) данные о магнитном поле. Реализован режим компенсации ионного пучка электронами.


  5. Научный руководитель: к.ф.-м.н., доцент А. С. Золкин.

    Преподаватели: к.т.н., доцент В.Т. Астрелин и доцент В.Н. Кихтенко.

    1. А.А. Дроздецкий, А.А. Шошин. Разработка, создание и исследование ионного источника. // Курсовая работа. Рук. А.С.Золкин. Практикум: Электричество и Магнетизм. Новосибирский Гос. Университет. Физический факультет. 1996г., 28 стр.