Книги по разным темам Pages:     | 1 | 2 | 3 |

ims = 1.8 mA. Было принято во внимание возбуждеВ аргоне Neff 0.6Nmax [10]. Меньшая величина ние в состояние 21S0 и все триплетные состояния Neff/Nmax в гелии объясняется как меньшей плотностью гелия [29,30], радиационный распад которых происходит тока в экспериментах [3], так и большей величиной в MS 23S1. В результате размножения зарядов в катодкоэффициента диффузии гелия из катода по сравнению ном слое под действием электронов и быстрых тяжелых с аргоном. Для энергии атома гелия выше, чем 500 eV, частиц, по данным [3], обеспечивается ток im = 4.5mA, на величину a начинают оказывать влияние неупругие или 22% от общего. Следовательно, за счет эмиссии потери в материале катода. Так, при w = 600 eV добавка под действием быстрых тяжелых частиц ток электронов к ka, реализующаяся по этому механизму для Auс катода равен ih = id-i -ims-im = 11.5mA. Это дает ph катода, составляет 0.025 [31]. Важно отметить, исходя h = 0.71 по сравнению с 0.96 в [3]. В модели [10,11] из условий получения зависимости 3 рис. 6, что она коэффициент потенциальной эмиссии под действием характеризует верхний предел величины k в гелиевом ионов составляет i p = 0.16 по сравнению с i p = 0.24, разряде.

принятой в [3]. Поэтому на долю кинетической эмиссии под действием ионов и атомов остается k(ia) = 0.55.

4.3. Влияние имплантации бомбардирующих частиц на измеренные величины h в вакуумных условиях Явление ДзагрязненияУ поверхности мишени пучком налетающих частиц хорошо известно [32]. Поэтому измерение коэффициентов эмиссии под действием тяжелых частиц в вакууме проводилось при токах на уровне 10-9 A [33,34] как в первых классических работах, где впервые измерения были выполнены в сверхвысоком вакууме, так и в современных исследованиях [35]. Однако вследствие фокусировки пучка ионов плотность тока на мишени находится на уровне 10-5 A/cm2. При таких плотностях тока, согласно данным рис. 5,a, коэффициент фотоэмиссии в газовом разряде уже выходит на насыщение. Следовательно, на величину h, измеренную в сверхвысоком вакууме, также должна оказывать влияние имплантация частиц, бомбардирующих мишень.

Эта имплантация оказывает двоякое воздействие на состояние поверхности. Во-первых, через несколько секунд после включения пучка на поверхности мишени может образовываться монослой атоРис. 6. Зависимость коэффициента ia от энергии иона (1Ц3) мов налетающих частиц. Для гелия их плотность сои атома (1 -3 ); 1, 1 Ч [5]; 2, 2 Ч [3]; 3, 3 Ч настоящая работа. ставляет Ns = 2.4 1015 cm2. При w = 500 eV и t = 8 Журнал технической физики, 2007, том 77, вып. 116 П.А. Бохан, Дм.Э. Закревский = 1.5 10-16 cm2 этот слой дает дополнительный вклад в [4] Phelps A.V., Petrovic Z.L. // Plasma Sources Sci. Techn. 1999.

Vol. 8. N 3. P. R21ЦR44.

кинетическую эмиссию = tNsp = 0.12. Во-вторых, [5] Hayden H.C., Utteback N.G. // Phys. Rev. A. 1964. Vol. 135.

происходит постепенное насыщение поверхностного N 6A. P. 1575Ц1579.

слоя мишени гелием, что через несколько минут приво[6] Hartmann P., Donko Z., Bano G. et al. // Plasma Sources Sci.

дит к изменению коэффициентов как кинетической, так Technol. 2000. Vol. 9. P. 183Ц190.

и потенциальной эмиссии. Это может служить одной из [7] Phelps A.V., Pichford L.C., Redoussat C. et al. Plasma Sources причин различия в величинах i p в разных работах, наSci. Techn. 1999. Vol 8. N 4. P. B1ЦB2.

пример в [31] и [34]. В результате измеренная величина [8] Azarov A.V., Ochkin V.N. // J. Russ. Las. Res. 2004. Vol. 25.

оказывается зависимой от многих параметров, таких как N2. P. 138Ц155.

длительность измерений и перерыв между ними, плот- [9] Ульянов К.Н., Чулков В.В. // ЖТФ. 1988. Т. 58. Вып. 2.

С. 328Ц334.

ность тока, темп сканирования пучка по поверхности [10] Bokhan A.P., Bokhan P.A., Zakrevsky D.E. // Appl. Phys. Lett.

и т. д., что должно учитываться при окончательном вы2005. Vol. 86. N 15. P. 151 503Ц151 505.

числении. При измерениях в техническом вакууме [5] [11] Бохан А.П., Бохан П.А., Закревский Дм.Э. // ЖТФ. 2005.

влияние имплантированных и адсорбированных атомов Т. 75. Вып. 9. С. 126Ц128.

очевидно (из сравнения кривых 1, 2, 3 на рис. 6 с [12] Holstein T. // Phys. Rev. A. 1951. Vol. 83. N 6. P. 1159Ц1168.

данными [31], где заметное значение a наблюдается [13] Molisch A.F., Dehry B.P., Schuptia W. et al. // J. Quant. Spectr.

только при w>400 eV).

Radiat. Transfer. 1993. Vol. 49. N 4. P. 361Ц370.

[14] Бохан А.П., Бохан П.А., Закревский Дм.Э. // Физика плазмы. 2006. Т. 32. № 7. С. 599Ц612.

[15] Бохан А.П., Сорокин А.Р. // Письма в ЖТФ. 1982. Т. 18.

Выводы Вып. 15. С. 947Ц950.

[16] Oberoi R.S., Nesbet R.K. // Phys. Rev. A. 1973. Vol. 8A. N 6.

В результате проведенных исследований показано, что P. 2969Ц2979.

в широком диапазоне газоразрядных условий коэффи[17] Райзер Ю.П. Физика газового разряда. М.: Наука, 1987.

циент эмиссии катодов под действием резонансного из591 с.

учения атомов гелия определяется их имплантацией в [18] Грановский В.Л. Электрический ток в газе. М.: Наука, катод и адсорбцией на поверхности. Эти процессы также 1971. 543 с.

влияют на кинетическую и потенциальную эмиссию под [19] Ganter R., Ouyng J., Callegari Th. et al. // J. Appl. Phys.

2002. Vol. 91. N 3. P. 992Ц1007.

действием тяжелых частиц.

[20] Nakamura K., Ando M., Sugai H. // Nucl. Instr. Meth. Phys.

С учетом этого пересмотрен вклад различных мехаRes. 2003. Vol. 206B. P. 798Ц802.

низмов эмиссии в ток разряда. В нормальном и слабо [21] Radu I., Bartnikas R., Werteimer M.R. // J. Appl. Phys. 2004.

аномальном разрядах во всех благородных газах при Vol. 95. P. 5994Ц6006.

dc lc разряд носит преимущественно фотоэлектрон[22] Клярфельд Б.Н., Москалев Б.Н. // ЖТФ. 1969. Т. 39.

ных характер. Для гелия, неона, аргона фотоэлектронВып. 6. С. 1066Ц1069.

ный характер сохраняется и для глубоко аномального [23] Boeuf J.P. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2003. Vol. 36. P. R53ЦR79.

разряда. На левой ветви кривой Пашена имплантация [24] Lee H.J., Verboncoeur J.P. // J. Appl. Phys. 2001. Vol. 90.

N 10. P. 4957Ц4965.

и адсорбция поверхностью катода рабочих атомов уси[25] Бохан П.А., Закревский Дм.Э. // Письма в ЖТФ. 2003.

ивают фотоэмиссию, что также влияет на зажигание Т. 29. Вып. 20. С. 81Ц87.

и функционирование разряда. Ранее решающая роль [26] Бохан А.П., Бохан П.А. // Оптика атмосферы и океана.

фотоэмиссии была установлена для барьерного высоко2002. Т. 15. № 3. С. 216Ц227.

частотного разряда, где реализуется другой механизм ее [27] Kompter V., Veith F., Zehnle L. // J. Phys. B: At. Mol. Phys.

усиления [36].

1975. Vol. 8. N 7. P. 1041Ц1052.

При измерениях коэффициента кинетической и по- [28] Okasaka R., Konishi Y., Sato Y. et al. // J. Phys. B: At. Mol.

тенциальной эмиссии в вакууме также необходимо при- Phys. 1987. Vol. 20. N 21. P. 3771Ц3787.

[29] Kompter V., Riecke G., Vieth F. et al. // J. Phys. B: At. Mol.

нимать во внимание влияние частиц, бомбардирующих Phys. 1976. Vol. 9. P. 3081Ц3097.

мишень и легирующих ее поверхность.

[30] Ganyacq J.P. // J. Phys. B: At. Mol. Phys. 1976. Vol. 9. N 17.

Работа выполнена при поддержке Российского фонда P. 2289Ц2305.

[31] Lakits G., Aumayr F., Heim M. et al. // Phys. Rev. A. 1990.

фундаментальных исследований (грант № 04-02-17407).

Vol. 42. N 9. P. 5780Ц5783.

[32] Добрецов Л.Н., Гомоюнова М.В. Эмиссионная электроника. М.: Наука, 1966. 564 с.

Список литературы [33] Hagstrum H.G. // Rev. Sci. Instr. 1953. Vol. 24. N 13. P. 1122 - 1142.

[1] Phelps A.V. // Plasma Sources Sci. Technol. 2001. Vol. 10.

[34] Hagstrum H.G. // Phys. Rev. A. 1956. Vol. 104. N 2. P. 317 - N 2. P. 329Ц343.

318.

[2] Kovalev A.S., Mankelevich Yu.A., Muratov E.A. et al. // J. Vac.

[35] Uhm H.S., Choi E.H., Lim J.Y. // Appl. Phys. Lett. 2002.

Sci. Techn. 1992. Vol. 10. N 4. P. 1086Ц1091.

Vol. 80. N 5. P. 737Ц739.

[3] Hartmann P., Matsuo H., Ohtsuka Y. et al. // Jpn. J. Appl.

[36] Баранов И.Я. // Физика плазмы. 2002. Т. 28. № 1. С. 77Ц83.

Phys. 2003. Vol. 42. P. 1. N 6A. P. 3633Ц3640.

Журнал технической физики, 2007, том 77, вып. Pages:     | 1 | 2 | 3 |    Книги по разным темам