Особенности формирования пучков ионов титана с учетом ионно-электронной эмиссии, при котором реализуется синергия высокоинтенсивной ионной имплантации и импульсного энергетического воздействия на поверхность

Аннотация

В данной работе показана возможность формирования пучков ионов титана субмиллисекундной длительности в диапазоне средних энергий ионов от 20 до 60 кэВ с максимальной плотностью ионного тока 3,3 А/см2 при плотности импульсной мощности 132 кВт/см2 в отдельныхимпульсах. Представлена зависимость коэффициента ионно-электронной эмиссии от среднейэнергии и тока дугового разряда. Установлено, что коэффициент ионно-электронной эмиссиипри облучении мишени из нержавеющей стали пучком ионов титана достигает значения 1,6при средней энергии ионов 60 кэВ. Получены зависимости радиального распределения плот-ности ионного тока от средней энергии ионов для различных положений коллектора относительно геометрического фокуса баллистической системы для фокусировки ионного пучка.С учетом ионно-электронной эмиссии экспериментально показано, что при увеличении средней энергии ионов c 20 кэВ до 40 кэВ наблюдается увеличение плотности измеряемого ионного тока, а в диапазоне от 40 до 60 кэВ плотность ионного тока уменьшается. С помощьюдевятнадцати датчиков-коллекторов было показано, что за счет влияния частично некомпенсированного объемного заряда ионного пучка наилучшие условия для его фокусировки достигаются на расстоянии 20 мм за геометрическим фокусом системы.