Приборы с ионным пучком – H01J 27/00

Изобретение относится к плазменной технике, в частности к плазменным генераторам. Технический результат - сокращение потерь мощности, вызванных рекомбинацией ионов/электронов на стенках.

В заявке описан плазменный генератор, имеющий корпус, который охватывает ионизационную камеру с по меньшей мере одним имеющимся у нее выходным отверстием, по меньшей мере один входящий в ионизационную камеру подвод для подачи рабочего газа и по меньшей мере одну электрическую катушечную систему, охватывающую по меньшей мере часть ионизационной камеры и электрически соединенную с источником переменного тока высокой частоты, от которого к по меньшей мере одной катушке катушечной системы подводится переменный электрический ток высокой частоты, при этом предусмотрен еще один источник тока, от которого к по меньшей мере одной катушке катушечной системы подводится постоянный ток или переменный ток меньшей частоты, чем у переменного тока высокой частоты от его источника. 2 н. и 10 з.п. ф-лы, 11 ил.

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 области обработки поверхности объекта. Устройство для ионного распыления мишени и/или обработки поверхности объекта содержит кольцевой источник ионов, формирующий ионный пучок, распространяющийся в промежутке между двумя условными вложенными друг в друга сходящимися - в направлении от источника ионов к держателю объекта (мишени) - коническими поверхностями, образующие которых составляют с общей осью конусов разные углы и общее основание которых совпадает с окружностью, ограниченной круговой выходной щелью кольцевого источника ионов. Устройство содержит также держатель объекта или мишени, который может вращаться, наклоняться, терморегулироваться. Расстояние между источником ионов и держателем мишени может меняться по заданной программе, при этом благодаря описанной выше форме ионного пучка меняются область и размеры облучаемой ионами поверхности. Технический результат - повышение равномерности обработки поверхности. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области плазменных двигателей. Устройство содержит, по меньшей мере: один главный кольцевой канал (21) ионизации и ускорения, при этом кольцевой канал (21) имеет открытый конец, анод (26), находящийся внутри канала (21), катод (30), находящийся снаружи канала на его выходе, магнитную цепь (4) для создания магнитного поля в части кольцевого канала (21). Магнитная цепь содержит, по меньшей мере, кольцевую внутреннюю стенку (22), кольцевую наружную стенку (23) и дно (8), соединяющее внутреннюю (22) и наружную (23) стенки и образующее выходную часть магнитной цепи (4), при этом магнитная цепь (4) выполнена с возможностью создания на выходе кольцевого канала (21) магнитного поля, не зависящего от азимута. Технический результат - повышение вероятности ионизирующих столкновений между электронами и атомами инертного газа. 3 н. и 12 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение относится к области приборостроения. Технический результат - увеличение светосилы ионного источника тлеющего разряда за счет уменьшения диффузионных потерь ионов в разрядной камере. Источник тлеющего разряда содержит размещенные с зазором и соосно цилиндрические полый анод, имеющий профилированную донную часть, и полый катод, размещенный в полости анода со стороны его открытого торца, совместно образующие разрядную камеру. Выходом камеры является осевое отверстие для вытягивания ионов и откачки, образованное в донной части полого анода. Профиль донной части анода выполнен с возможностью одновременной самофокусировки электронного потока из полого катода в зону осевого отверстия разрядной камеры и формирования параболического электрического поля на выходе из камеры, при этом донная часть анода, обращенная внутрь камеры, имеет форму выпуклого конуса, а обращенная наружу - поверхность вогнутой сферической формы. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области создания пучков многозарядных ионов (МЗИ) путем их экстракции из плотной плазмы, создаваемой в открытой магнитной ловушке мощным излучением миллиметрового диапазона длин волн, которые необходимы для формирования сильноточных пучков многозарядных ионов, востребованных в ряде приложений (ускорительной технике, медицине, ионной имплантации, фундаментальных исследованиях и пр.). Технический результат - высокий ток пучков МЗИ при сохранении заданного среднего заряда ионов. Для этого зажигают газовый разряд низкого давления в магнитной ловушке простой пробочной конфигурации с величиной магнитного поля, достаточной для образования зон электронно-циклотронного резонанса (ЭЦР) с помощью СВЧ излучения с частотой, много больше обычно используемых частот, например 37.5 ГГц. При этом СВЧ излучение вводят внутрь разрядного вакуумного объема вдоль магнитного поля с помощью квазиоптической линии передач в форме гауссова пучка, а для предотвращения возникновения и развития разряда в паразитной ЭЦР зоне применяют многофункциональный согласующий элемент. 6 з.п. ф-лы, 7 ил.

Изобретение относится к устройствам для ввода энергии ионизации в ионный или электронный источник с индуктивным или индуктивно-емкостным возбуждением. Заявленное устройство включает в себя разрядную камеру для ионизируемого газа, намотанную вокруг разрядной камеры катушку связи для подвода высокочастотной энергии, необходимой для возбуждения плазмы, конденсатор связи, электрически связанный с катушкой связи, высокочастотный генератор, электрически связанный с катушкой связи. Высокочастотный генератор вместе по меньшей мере с одним конденсатором связи образует резонансный контур. Кроме того, высокочастотный генератор снабжен регулятором с фазовой автоподстройкой частоты для автоматического согласования полного сопротивления резонансного контура. Техническим результатом является обеспечение возможности работы резонансного контура с резонансной частотой. 25 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к области получения пучков многозарядных ионов и может быть использовано для решения научных и прикладных задач, в частности использоваться в ускорителях. Интенсивный импульсный поток тяжелых ионов в данном способе создается за счет многократной ионизации тяжелых ионов во вращающемся электронном кольце, электроны в котором имеют большую плотность и длительное время удерживаются по радиусу комбинацией однородного H_Z =560 Гс и мультипольного H_m=830 Гс магнитных полей. Удержание электронов в ловушке в продольном направлении осуществляется полем двух витков с током, расположенных по концам ловушки, создающих радиальное магнитное поле H_r с напряженностью Н _r=300 Гс. Инжекция электронов с энергией W_e=105 кэВ осуществляется на равновесный радиус r_a=2 см в область левого витка. Продольная скорость электронов при инжекции V_Z=3*10⁹ см/с, захват электронов в ловушку осуществляется за счет быстрого (за время, меньшее полупериода колебаний электронов в z направлении) «выключения» продольного электрического поля, тормозящего электроны. Инжектируемый в ловушку ток электронов I_e=300 А, время выключения тормозящего электрического поля _зах=5 нс, так что общее число захваченных в ловушку электронов составляет N_e=10¹³ электронов, удерживаемая электронная плотность равна n_e=2*10 ¹⁰ электронов/см³, занимаемый электронами объем V_e=500 см. Время удержания электронов в ловушке составляет _удерж=10 сек, что позволяет получать при 10% вероятности ионизации общее число многозарядных ионов порядка N_U+90-+82=2*10 ионов. Число ионов с зарядностью U ₊₉₀ будет на еще порядок меньше: N_U+90=2*10 ⁹ ионов при частоте срабатывания источника F=0.1 Гц. Ионы выводят из области ионизации за время _выв=1 мкс за счет воздействия на них продольного электрического поля, ускоряют до скорости _z=0.01 в электростатическом поле U_эл.ст =130 кВ, преобразуют в пучок, параллельный оси z, парой магнитных линз, имеющих H поле: Н 800 Гс, и разделяют по зарядам магнитным полем поворотного магнита, имеющим вертикальную компоненту Н_верт, равную Н_верт=4 кГс. После этого ионный пучок может быть ускорен до требуемой энергии в линейном или циклическом ускорителе. Технический результат - формирование ионного пучка требуемой временной длительности. 2 ил.

Изобретение относится к технике получения низкотемпературной плазмы и может быть использовано в источниках электронных и ионных пучков в качестве эмиттера. Технический результат - обеспечение простой и надежной конструкции плазменного эмиттера на основе дугового разряда с катодным пятном, работающего в диапазоне разрядных токов от единиц до десятков ампер, при сохранении длительного ресурса катода, в том числе при работе с химически активными газами. В плазменном эмиттере электронов, состоящем из полого катода с выходной апертурой и поджигающего электрода, на внутренней поверхности катодной полости установлен фрагмент металла, обладающий более низким пороговым током существования катодного пятна, чем металл, из которого выполнен полый катод, и обеспечивающий в процессе горения разряда напыление на всей внутренней поверхности катодной полости пленки металла фрагмента. Кроме того, на торце полого катода с выходной апертурой установлен экран с соосной апертурой, либо находящийся под плавающим потенциалом посредством керамических изоляторов, либо выполненный из тугоплавкого материала и имеющий тот же потенциал, что и полый катод. Выходная апертура полого катода может быть выполнена в виде втулки из тугоплавкого материала. 2 з.п. ф-лы, 2 ил., 1 табл.

Изобретение относится к физике взаимодействия ионов с поверхностью вещества. В предлагаемом устройстве в качестве источника десорбирующих ионов (ДИ) предлагается использовать комплекс, состоящий из жидкостного ионного источника, генерирующего многозарядные полиатомные ионы, магнитного сепаратора для выделения необходимого компонента из спектра рождающихся ионов и системы фокусировки и ускорения для формирования пучка ДИ, бомбардирующих нанодисперсную мишень. Нанокластерные ионы (НКИ), десорбированные с поверхности мишени ускоряют в направлении облучаемого объекта. Время-пролетная размерная селекция НКИ осуществляется с помощью высоковольтного фильтра на выходе ускорительной ступени НКИ, работающего синхронно с прерывателем пучка ДИ на входе в ускорительную ступень ДИ. Техническим результатом является получение интенсивных пучков ускоренных размерно-селективных НКИ в широком диапазоне размеров при малом расходе вещества на установке лабораторного размещения без использования радиоактивных изотопов. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к области плазменной обработки при изготовлении полупроводников. Технический результат - повышение стабильности и продолжительности поддерживания плазмы. Источник ионов снабжен высокочастотной антенной (16), установленной на внешней окружной стороне ограждающей стенки (15), выполненной из диэлектрического материала и ограничивающей плазменную генераторную камеру (14), и защитным корпусом (26), выполненным из диэлектрического материала и ограничивающим осаждение на внутренней окружной поверхности ограждающей стенки (15), находящейся перед высокочастотной антенной (16) внутри плазменной генераторной камеры (14). Конструкция, выполненная из диэлектрического материала, может предотвратить повышение высокочастотной мощности, необходимой для индуктивной связи с плазмой. Защитный корпус (26) сформирован с прорезью (26а) в направлении, пересекающем направление намотки высокочастотной антенны (16). Так как данная схема построения может предотвратить непрерывное осаждение на внутренней поверхности ограждающей стенки в направлении намотки высокочастотной антенны, то индуктивные потери между высокочастотной антенной и плазменной генераторной камерой можно эффективно предотвращать, даже если формируется осаждаемая пленка из электропроводящего материала. 4 н. и 5 з.п. ф-лы, 28 ил.

Изобретение относится к технике получения электронных и ионных пучков и может быть использовано в электронных и ионных источниках, генерирующих пучки с большим поперечным сечением. Плазменный эмиттер заряженных частиц содержит разрядную камеру с осевым отверстием и каналом напуска газа, формирователь в виде полого цилиндра, эмиссионный электрод, кольцо, размещенное внутри формирователя, и источник напряжения для поддержания потенциала кольца независимо от потенциала формирователя. Кольцо выполнено в виде нескольких электрически изолированных электродов, образованных в результате рассечения по образующим полого усеченного конуса, обращенного торцом меньшего диаметра в сторону отверстия разрядной камеры, и закрепленных симметрично оси эмиттера с возможностью изменения угла наклона к ней и регулирования их электрического потенциала. Технический результат увеличение энергетической эффективности плазменного эмиттера при формировании пучков заряженных частиц с различной формой поперечного сечения с помощью одного и того же эмиттера и увеличение производительности технологической установки за счет возможности формирования пучков не только с симметричным относительно оси распределением плотности тока, но и с несимметричным распределением плотности тока без конструктивных изменений эмиттера. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к плазменной технике, а именно к источникам получения пучка ионов, и может быть использовано в ионно-лучевых технологиях для модификации поверхностей изделий и для нанесения на них тонких пленок SiC, AIN, твердых растворов на их основе и т.д. Двухпучковый ионный источник состоит из корпуса, в котором размещены два независимых источника пучка ионов, формирующих два независимых и не пересекающихся пучка, разнесенных в разные стороны. Конструктивно корпус разделен общим катодом на две соосные изолированные газоразрядные камеры, а каждая газоразрядная камера снабжена своим анодом и системой подачи рабочего газа, причем общий катод электрически связан с корпусом. Технический результат - создание двух независимых и непересекающихся пучков, разнесенных в разные стороны в едином ионном источнике. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к инжекционной технике, применяемой для создания мощных ионных пучков. Устройство состоит из газоразрядной камеры с анодом и тремя группами катодов, источника трехфазного сетевого напряжения, соединенного с блоком питания накала, состоящего из устройства управления напряжением накала и понижающего трансформатора накала, блока питания разряда с тремя коммутирующими диодами, три группы катодов соединены треугольником и подключены к выходным обмоткам трансформатора накала, отрицательный выход блока питания разряда соединен со средними точками выходных обмоток трансформатора накала через три коммутирующих диода, а положительный - с анодом газоразрядной камеры, блок питания накала дополнительно содержит регулируемый выпрямитель и инвертор, три выхода которого соединены с первичными обмотками трех понижающих трансформаторов накала, а управляющие входы регулируемого выпрямителя и инвертора соединены с выходами устройства управления напряжением накала, силовые входы регулируемого выпрямителя соединены с источником трехфазного сетевого напряжения. Способ работы устройства заключается в том, что в блоке питания накала преобразуют трехфазное сетевое напряжение в постоянное с изменяемой от минимума до максимума величиной напряжения с помощью регулируемого выпрямителя с устройством управления напряжением накала, а текущие значения постоянного напряжения преобразуют в инверторе с устройством управления напряжением накала в три сдвинутых по фазе на 120° переменных напряжения формы меандра, которые подают на первичные обмотки трех понижающих трансформаторов накала. Технический результат - снижение вероятности высоковольтных пробоев в ионно-оптической системе ионного источника, улучшение фокусировки генерируемого ионного пучка при сохранении высокого ресурса работы катодов. 2 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области создания полупроводниковых приборов методом легирования и предназначено для получения направленных потоков (пучков) ионов. Устройство создания ионных потоков состоит из вакуумной камеры с источником ионов и двух электродов, причем источник ионов выполнен в виде резервуара с жидкостью, внутри которого установлен электрод (анод). Электрод и стенки резервуара расположены с некоторым зазором, создающим капиллярное движение потока жидкости из резервуара, второй электрод (катод) выполнен в форме пластины со щелью, расположенной над первым электродом (анодом). Электрод (анод) выполнен в виде пластины - лезвия. Резервуар может быть соединен как с нагревательным элементом, так и с криогенной установкой. Технический результат - повышение мощности автоэмиссионного источника ионов за счет одновременного повышения силы тока и энергии ионов в пучке. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к медицинской технике и технике кондиционирования воздуха и может быть использовано для электрической ионизации, очистки и стерилизации воздуха в целях профилактики и лечения болезней в бытовых, производственных и больничных условиях. Ионизатор воздуха содержит общую сеть электропитания и ионизирующий электрод. Также ионизатор воздуха дополнительно содержит блок емкостно-диодных умножителей, который через кабель подключен в общую сеть электропитания. Ионизирующий электрод выполнен в виде медной проволоки, из которой сформирован замкнутый изолированный контур по всему периметру помещения, в котором ионизируется воздух. При этом медная проволока соединена с блоком емкостно-диодных умножителей и закреплена на стенах или потолке через изоляторы с сопротивлением не менее 1000 МОм. Блок емкостно-диодных умножителей состоит из последовательно соединенных между собой восьми емкостно-диодных умножителей с регулятором напряжения на входе. Технический результат - равномерная ионизация в любом по площади помещении, увеличение качества очистки воздуха. 1 з.п. ф-лы, 2 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 электронике и может быть использовано для ионизации атомарных или молекулярных потоков и формирования ионных пучков в полупроводниковой технологии в области молекулярно-лучевой эпитаксии. Способ ионизации включает многократную бомбардировку атомов или молекул ускоренными электронами. Поток ионизируемых атомов или молекул проходит внутри анода, вдоль его оси. Многократная бомбардировка электронами осуществляется в поперечном направлении за счет спирального катода, окружающего анод. Анод выполнен в виде цилиндра из металлической сетки для свободного прохождения сквозь него атомов или молекул и электронов. Электроны многократно проходят область ионизации, отражаясь от границы области, определяемой потенциальным барьером, создаваемом анод-катодной разностью потенциалов. Ускорение ионов происходит на коротком участке за счет анодного потенциала и осуществляется с помощью ускоряющей сетки, расположенной над анодом и находящейся под нулевым потенциалом. Технический результат - повышение эффективности и однородности ионизации за счет увеличения числа соударений электронов с ионизируемыми атомами или молекулами; повышение равномерности распределения плотности электронов в ионизируемом объеме; уменьшение разброса по энергиям ионов за счет создания узкой зоны для их ускорения между двумя эквипотенциальными объемами. 2 н. и 5 з.п. ф-лы, 1 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 технике генерации пучков отрицательных ионов и может быть использовано в ускорителях заряженных частиц, системах нагрева плазмы и других устройствах. Способ получения пучка отрицательных ионов основан на десорбции водородных частиц в виде отрицательных ионов с поверхности конвертора, изготовленного из материала с отрицательным электронным сродством, например алмаза. Для увеличения интенсивности вытягиваемого пучка отрицательных ионов в непосредственной близости от конвертора возбуждается плазма сильноточного газового разряда, которая является источником интенсивных потоков нейтральных атомов и электронов, обеспечивающих насыщение адсорбированного атомарного слоя на поверхности конвертора и заполнение электронами зоны проводимости. Молекулярный водород подается к конвертору таким образом, чтобы он протекал через зону плотного газового разряда для увеличения степени диссоциации, а отрицательные ионы вытягиваются с конвертора, минуя столб плазмы. В качестве конвертора используется анод или часть анода газоразрядной ячейки. Технический результат - повышение интенсивности пучка отрицательных ионов изотопов водорода без использования щелочных металлов в качестве катализатора. 1 з.п. ф-лы, 1 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 ядерной и экспериментальной физике и может быть использовано в физике и технике прямого зажигания мишеней инерциального термоядерного синтеза. Способ ускорения ионов основан на генерации, выделении ионов и формировании пучка ионов из ионизируемого материала мишени с использованием концентрированного луча лазера, выделение ионов и формирование пучка ионов осуществляют в приповерхностном слое на тыльной поверхности мишени при контролируемом воздействии на фронтальную поверхность мишени луча лазера релятивистской интенсивности, при этом формируют высококонтрастный (10⁵ ÷10¹⁰) луч лазера релятивистской интенсивности (10¹⁸÷10¹⁹ В г/см²) сверхкороткой длительности (около 10^-12 с), который с фокусировкой направляют на фронтальную поверхность мишени для возбуждения вихревой структуры электронов и формирования вихревого тока релятивистских электронов в скин-слое фронтальной поверхности для генерации казистационарного магнитного поля и осуществления энергетического индукционного и электромеханического воздействия на слой тыльной поверхности мишени с обеспечением формирования в этом слое плазменного образования и тороидального плазменного токового слоя с выделением ионов и их ускорением к приемнику ионов. Устройство содержит импульсный лазер с концентратором энергии и мишень, мишень выполнена из электропроводного материала меди с напылением на его тыльной поверхности слоя ионизируемого материала, а для контролируемого воздействии на мишень выбран импульсный лазер с параметрами релятивисткой интенсивности (10¹⁶÷10²¹ Вт/см ²) сверхкороткой длительности (около

10 ^-12 с), образующий при своем функционировании в скин-слое на фронтальной поверхности мишени индуктор для индукционного и электромеханического воздействия на слой тыльной поверхности мишени с обеспечением формирования в нем плазменного образования с выделением ионов из плазменного образования и их ускорением к приемнику ионов. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области ионно-пучковой инженерии и может быть использовано в качестве ключевого элемента как существующих, так и новых промышленных технологий наноэлектроники. Источник низкоэнергетичных ионных пучков содержит сверхзвуковое сопло Лаваля с трубкой на оси, через которую подается мишень в виде стержня (или проволоки) в сверхзвуковую расширяющуюся часть сопла, где сфокусированный на торец мишени лазерный луч осуществляет испарение и ионизацию вещества мишени. Отличительной чертой предлагаемого источника является наличие электромагнитной ионной воронки, установленной на оси сопла за его выходным срезом и служащей для формирования и фокусировки ионного пучка, а также его очистки от основной массы истекающего из сопла буферного газа-носителя путем откачки. В результате работы источника достигается положительный эффект, состоящий в увеличении срока непрерывной работы источника, уменьшении потерь вещества мишени, расхода буферного газа-носителя и габаритов при одновременном уменьшении его стоимости. 1 з.п. ф-лы, 9 ил., 2 табл.

Магнитоуправляемый детектор СВЧ излучения относится к технике СВЧ и может использоваться при создании радиоаппаратуры для связи, радиолокации, в измерительной технике, в научном приборостроении. Магнитоуправляемый детектор СВЧ излучения включает детектирующий элемент на туннельном контакте, находящийся в магнитном поле. Причем детектирующий элемент выполнен из магнитного гранулированного материала с большим набором магнитных туннельных контактов, на который подается ток смещения и который установлен в пучности магнитной составляющей СВЧ излучения. СВЧ излучение вызывает прецессию намагниченности части гранул, находящихся в условиях ферромагнитного резонанса, и одновременно индуцирует высокочастотный ток в материале. Технический результат: увеличение чувствительности детектора с сохранением его частотно-селективных свойств, управляемых магнитным полем, упрощение конструкции и технологии изготовления детектирующего устройства. 4 ил.

Изобретение относится к физике взаимодействия ускоренных частиц с поверхностью вещества и может быть использовано для создания источника нанокластеров металлов, физические свойства которых обусловливают их широкое применение в науке и технике. Способ получения металлических нанокластеров в свободном состоянии заключается в нанесении вещества на подложку в нанодисперсной фазе и облучении полученной мишени ускоренными тяжелыми ионами в режиме упругого торможения ионов. Электронно-микроскопический анализ вещества, эжектированного из аттестованных нанодисперсных мишеней золота со средними размерами островков-зерен в диапазоне 2-30 нм под действием бомбардировки атомарными ионами Au с энергией 38 кэВ в режиме упругого торможения, указывает на десорбцию нанокластеров в размерном диапазоне до 20 нм с выходом, составляющим ˜0.1 нкл/ион в области 4-8 нм. Это позволяет использовать для получения пучков нанокластеров компактные и дешевые источники ионов с энергией десятки кэВ. 2 ил.

Изобретение относится к технике формирования ионных пучков с широкой апертурой пучка ионов, а именно к источникам ионов на основе основного и вспомогательного разрядов. Широкоапертурный источник газовых ионов содержит средства для формирования основного объемного разряда, включающие полый катод и анод, выполненный в виде сетки, и средства формирования, по крайней мере, одного вспомогательного разряда, соединенные между собой. В качестве средства формирования вспомогательного разряда использован плазменный ускоритель с замкнутым дрейфом электронов с узкой зоной ускорения, содержащий кольцевой азимутально-замкнутый анод, размещенный в кольцевой полости, образованной магнитопроводами, и кольцевой азимутально-замкнутый канал ионизации рабочего тела и ускорения ионов, стенки которого образованы полюсами магнитопроводов, имеющие геометрические формы, обеспечивающие формирование искривленных электрического и магнитного полей. Дополнительно источник имеет средство для формирования второго вспомогательного разряда, выполненное в виде второго плазменного ускорителя, содержащего второй идентичный кольцевой азимутально-замкнутый канал выхода ионов и расположенного коаксиально с первым. Изобретение позволяет без принципиальных ограничений в размерах получать любые диаметры ионных пучков с равномерным распределением плотности ионов на требуемой длине от источника ионов. 8 з.п. ф-лы, 5 ил.

Изобретение относится к электронике, в частности к электронно-лучевым СВЧ-приборам, предназначенным для усиления или генерации мощного излучения, и может быть использовано в аппаратуре научного и прикладного назначения. Пучково-плазменный СВЧ-прибор содержит соосные заземленный вакуумный корпус, в котором расположены последовательно вдоль оси прибора магниторазрядный и геттерный насосы системы дифференциальной откачки, электродинамическая система с замедляющей структурой, соединенной с генератором водорода и выполненной в виде цепочки связанных резонаторов с осевым пролетным каналом, устройствами ввода и вывода СВЧ-энергии, присоединенную к вакуумному корпусу со стороны магниторазрядного насоса электронную пушку, электрически изолированный от вакуумного корпуса и присоединенный к нему со стороны цепочки связанных резонаторов коллектор, а также секционированный соленоид. Варианты СВЧ-прибора предусматривают размещение в полостях вакуумного корпуса перед и за цепочкой связанных резонаторов соответствующих электродных систем, что позволяет на этапе подготовки прибора к работе получать достоверную информацию о давлении, а на этапе работы в плазменном режиме - о величине концентрации плазмы в соответствующих областях пролетного канала. Технический результат: высокоточная стабилизация величины выходной СВЧ-мощности, уменьшение времени старта прибора, при сокращении средней мощности потребления магниторазрядным насосом и генератором водорода, уменьшении расхода водорода и увеличении ресурса генератора водорода. Один из вариантов выполнения пучково-плазменного СВЧ-прибора дополнительно обеспечивает самоочистку электродов в соответствующих варианту электродных системах, а другой - возможность контролировать работоспособность используемых в нем электродных систем. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к области фотохимических и фотофизических технологий и может найти широкое применение в квантовой электронике при фотоионизационном возбуждении лазерных и плазмохимических сред, в микроэлектронике при производстве интегральных схем, в медицине и экологии при создании бактерицидных установок, а также при создании фотохимических реакторов различного назначения. Импульсно-периодический широкоапертурный источник ультрафиолетового излучения на основе матрицы микрошнуров плазмы содержит многозазорную структуру электродов, выполненную в виде колец, размещенных с шагом друг от друга с заданными щелевыми промежутками и расположенных на покрытых диэлектрической пленкой поджигающих электродах, выполненных в виде металлических стержней, соединенных между собой параллельно, при этом кольцевые электроды, расположенные на разных стержнях, расположены напротив друг друга и соединены в электрическую цепь, подключенную к емкостному накопителю энергии. Ширина каждого кольцевого электрода, толщина и коэффициент диэлектрической проницаемости диэлектрической пленки, покрывающей стержневой электрод, выполнены таким образом, что электрическая емкость между кольцевым и поджигающим электродом больше емкости щелевого разрядного промежутка. Технический результат: увеличение эффективности генерации фотонов повышенной энергии. 4 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к оптике заряженных частиц и может быть использовано в энерго- и масс-анализе. Пучок заряженных частиц 1 пропускают через диспергирующий элемент 2. После этого пучок пропускают через корректирующий элемент 3, который представляет собой систему электродов, формирующих электрическое поле, направленное перпендикулярно направлению движения пучка. Диафрагмы 5, 6 и 7 достаточно велики и пропускают все частицы пучка. В момент времени, когда все частицы находятся в объеме корректирующего элемента вблизи поверхности 4, значение электрического потенциала на электродах изменяют таким образом, чтобы изменение потенциала было приблизительно равно Ф(Р) -W(P)/q, где W(P) - среднее значение кинетической энергии частиц в точке Р, a q - заряд частиц. При выполнении этого условия средняя полная энергия частицы, равная сумме кинетической и потенциальной энергий, после переключения потенциала слабо зависит от координаты точки Р и, соответственно, разброс полной энергии всех частиц пучка становится меньше первоначального разброса кинетической энергии. Технический результат: уменьшение энергетического разброса заряженных частиц в пучках короткой длительности при сохранении числа частиц в пучке. 2 ил.