24
ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 3
УДК 537.5
DOI: 10.18698/1812-3368-2017-3-24-36
УПРАВЛЕНИЕ ФОРМОЙ ПУЧКА ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ИОННОГО
ИСТОЧНИКА ДЛЯ ВЫСОКОТОЧНОЙ ОБРАБОТКИ ПОВЕРХНОСТИ
Д.В. Духопельников
duh@bmstu.ruЕ.В. Воробьев
С.Г. Ивахненко
ivakhnenko@bmstu.ruД.В. Кириллов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
Аннотация
Ключевые слова
Показано, что эффект азимутального отклонения
ионов в пучке ускорителя с замкнутым азимутальным
дрейфом электронов можно использовать для управ-
ления формой ионного пучка и профилем распределе-
ния плотности ионного тока по радиусу. Изменяя
профиль распределения магнитного поля вдоль оси
ускорительного канала, можно управлять профилем
плотности ионного тока, придавая ему как кольцевую
форму, так и форму, близкую к распределению Гаусса.
Предложен критерий для расчета магнитной системы,
обеспечивающей наилучшую фокусировку ионного
пучка. Установлено, что по известному распределению
магнитного поля при оптимальной фокусировке ион-
ного пучка можно оценить положение зоны ионизации
в ускорительном канале
Ускоритель с анодным слоем,
холловский ускоритель, фокуси-
ровка ионного пучка, ионное рас-
пыление, анодный слой, сила Ло-
ренца
Поступила в редакцию 16.08.2016
©МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2017
Введение.
Технологические ионные источники применяют для очистки и акти-
вации поверхности изделий перед нанесением тонкопленочных покрытий, ион-
ного ассистирования в процессе нанесения покрытия, осаждения алмазоподоб-
ных покрытий, ионно-лучевого травления и формообразования.
В современной промышленности из всего многообразия ионных источни-
ков [1] наиболее распространены электростатический сеточный ускоритель и
ускоритель с азимутальным дрейфом электронов (чаще всего, выполненный по
схеме ускорителя с анодным слоем). Достоинства сеточного ускорителя — неза-
висимое управление ионным током и энергией ионов в пучке, равномерное
распределение по радиусу плотности ионного тока, возможность с помощью
экранов корректировать форму ионного пучка [2, 3], недостаток — чрезмерная
сложность конструкции и системы электропитания. Ускорители с анодным сло-
ем удобны в эксплуатации, имеют простую конструкцию и предъявляют меньше
требований к системе электропитания. В то же время недостатком ускорителей
с замкнутым дрейфом электронов традиционной конструкции является нерав-
номерное по радиусу распределение плотности ионного тока в пучке: он имеет
кольцевую форму с провалом в центре.