Высокояркостные ВЧ-источники ионов для ускорительных приложений
Представлены результаты исследований двух типов ВЧ-источников ионов: геликонового и мультикаспового с компактными системами постоянных магнитов. Получены следующие параметры источников: плотность плазмы 10¹¹—9 × 10¹² cм⁻³, плотность ионного тока — 10—130 мA/cм², яркость — ~100 A ⋅ м⁻² ⋅рад⁻² ⋅ эВ⁻¹,...
Saved in:
| Published in: | Наука та інновації |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Видавничий дім "Академперіодика" НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28135 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Высокояркостные ВЧ-источники ионов для ускорительных приложений / В.И. Возный, В.И. Мирошниченко, С.Н. Мордик, А.Г. Нагорный, Д.А. Нагорный, В.Е. Сторижко, Д.П. Шульга // Наука та інновації. — 2010. — Т. 6, № 5. — С. 38-44. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859655103050416128 |
|---|---|
| author | Возный, В.И. Мирошниченко, В.И. Мордик, С.Н. Нагорный, А.Г. Нагорный, Д.А. Сторижко, В.Е. Шульга, Д.П. |
| author_facet | Возный, В.И. Мирошниченко, В.И. Мордик, С.Н. Нагорный, А.Г. Нагорный, Д.А. Сторижко, В.Е. Шульга, Д.П. |
| citation_txt | Высокояркостные ВЧ-источники ионов для ускорительных приложений / В.И. Возный, В.И. Мирошниченко, С.Н. Мордик, А.Г. Нагорный, Д.А. Нагорный, В.Е. Сторижко, Д.П. Шульга // Наука та інновації. — 2010. — Т. 6, № 5. — С. 38-44. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наука та інновації |
| description | Представлены результаты исследований двух типов ВЧ-источников ионов: геликонового и мультикаспового с компактными системами постоянных магнитов. Получены следующие параметры источников: плотность плазмы 10¹¹—9 × 10¹² cм⁻³, плотность ионного тока — 10—130 мA/cм², яркость — ~100 A ⋅ м⁻² ⋅рад⁻² ⋅ эВ⁻¹, энергетический разброс — 8—30 еВ при ВЧ-мощности 40—400 Вт, вводимой в плазму, и рабочем давлении в разрядной камере 2—10 мТорр.
Наведені результати досліджень двох типів ВЧ-джерел іонів: геліконного та мультикаспового з компактними системами постійних магнітів. Отримано такі параметри джерел: густина плазми — 10¹¹—9 × 10¹² cм⁻³, густина іонного струму — 10—130 мА/cм², яскравість — ~100 A ⋅ м⁻² ⋅рад⁻² ⋅ эВ⁻¹, енергетичний розкид 8—30 еВ при ВЧ-потужності 40— 400 Вт, що вводиться у плазму, і робочому тиску в розрядній камері 2—10 мТорр.
The results of investigations of two types of radio-frequency ion sources: helicon and multicusp versions with compact magnet systems are presented. The following paramenters of the sources were obtained: plasma density of 10¹¹—9 × 10¹² cm⁻³, beam current densities of 10—130 mA/cm², brightness ~100 A • m⁻² • rad⁻² • eV⁻¹, energy spread 8—30 eV, RF power input into the plasma of 40—400 W and pressure of 2—10 mTorr.
|
| first_indexed | 2025-12-07T13:38:06Z |
| format | Article |
| fulltext |
38
Наука та інновації. 2010. Т. 6. № 5. С. 38—44.
© В.И. ВОЗНЫЙ, В.И. МИРОШНИЧЕНКО, С.Н. МОРДИК,
А.Г. НАГОРНЫЙ, Д.А. НАГОРНЫЙ, В.Е. СТОРИЖКО,
Д.П. ШУЛЬГА, 2010
В.И. Возный, В.И. Мирошниченко, С.Н. Мордик, А.Г. Нагорный,
Д.А. Нагорный, В.Е. Сторижко, Д.П. Шульга
Институт прикладной физики НАН Украины, Сумы
ВЫСОКОЯРКОСТНЫЕ ВЧ-ИСТОЧНИКИ ИОНОВ
ДЛЯ УСКОРИТЕЛЬНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ
Представлены результаты исследований двух типов ВЧ-источников ионов: геликонового и мультикаспового с ком-
пактными системами постоянных магнитов. Получены следующие параметры источников: плотность плазмы 1011—9 ×
× 1012 cм–3, плотность ионного тока — 10—130 мA/cм2, яркость — ~100 A ⋅ м–2 ⋅ рад–2 ⋅ эВ–1, энергетический разброс —
8—30 эВ при ВЧ-мощности 40—400 Вт, вводимой в плазму, и рабочем давлении в разрядной камере 2—10 мТорр.
К л ю ч е в ы е с л о в а: геликонный источник ионов, мультикасповый источник ионов, сфокусированный ионный
пучок, яркость.
Источник ионов электростатического уско-
рителя (ЭСУ) должен обеспечивать следую-
щие основные параметры: высокую яркость
однородного и контролируемого по составу
ионов в пучке; малый энергетический разброс;
большой срок службы — не менее 1000 часов;
экономичный режим работы (источник дол-
жен работать с минимально возможным коли-
чеством рабочего вещества и минимальным
уровнем вводимой в плазму мощности); ма-
лые габаритные размеры самого источника
ионов, его систем питания и газообеспечения.
По совокупности параметров ВЧ-источник
ионов является одним из наиболее перспек-
тивных для использования в ЭСУ. Данный
тип источника ионов имеет целый ряд досто-
инств: срок службы более 1000 часов, стабиль-
ность ионно-оптических параметров, высокую
степень ионизации газа, компактность, доста-
точно большой ионный ток (1—100 мкА) и вы-
сокую яркость (Bn~1—100 A⋅м—2⋅рад—2⋅эВ—1).
В данной работе представлены результаты ис-
следований двух типов ионных ВЧ-источников,
разработанных в Институте прикладной физи-
ки (ИПФ) НАН Украины — геликонный источ-
ник ионов и мультикасповый высокочастотный
источник ионов. Оба источника используют
внешнее магнитное поле, однако роль магнитно-
го поля и механизм поглощения плазмой ВЧ-
энергии в этих источниках существенно отлича-
ются. В геликонном источнике внешнее магнит-
ное поле способствует возбуждению в плазме
электромагнитных геликонных волн и волн
Трайвелписа—Гулда, энергия которых может
проникать вглубь плазмы и поглощаться во всем
плазменном объеме. В мультикасповом источ-
нике плазма образуется внутренней ВЧ-антен-
ной в результате индуктивного ВЧ-разряда, и
глубина проникновения ВЧ-поля ограничена
глубиной скин-слоя. Внешнее мультикасповое
магнитное поле служит для удержания плазмы
и ее изоляции от стенок разрядной камеры.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ УСТАНОВКА
В ИПФ НАН Украины разработана, изго-
товлена и отлажена установка, позволяющая
39Наука та інновації. № 5, 2010
Наукові основи інноваційної діяльності
производить экспрессные измерения фазовых
характеристик, эмиттанса, яркости, полного
тока, профиля тока, энергетического разброса и
массового состава пучка ионов, извлекаемого
из источника ионов, а также плазменных пара-
метров ВЧ-источника: плотности плазмы и
температуры электронов [1]. Данная установка
позволяет производить испытание источников
ионов, используемых в микрозондах, имплан-
терах, литографах, ускорителях ионов, в част-
ности решать задачу выбора высокояркостных
режимов работы ВЧ-источника ионов. Резуль-
таты этих исследований дают возможность оп-
ределить перспективные направления модер-
низации ВЧ-источников ионов, используемых
для получения высокоэнергетичных ионных
микропучков. Схема экспериментальной уста-
новки для тестирования ионных ВЧ-источни-
ков показана на рис. 1.
Измерения средней плотности плазмы ВЧ-
источников проводились с помощью 8 мм
СВЧ-интерферометра, разработанного в ИПФ
НАНУ [2]. В интерферометре применяется
гомодинное преобразование частоты СВЧ-ге-
нератора в результате ее модуляции пилооб-
разным напряжением. Интерферометр пост-
роен по схеме Маха—Цендера, в которой плаз-
ма находится в одном из двух плеч двухлуче-
вого интерферометра. СВЧ-сигнал разделяет-
ся на две части, одна из которых поступает
че рез опорный канал на детектор, а другая
пос редством передающей и приемной рупор-
ных антенн проходит через плазму. Минима-
льный измеряемый фазовый сдвиг 1,5° соот-
ветствует плотности плазмы 3 · 1010 см–3, сдвиг
360° — плотности плазмы 0,9 · 1013 см–3. Пог-
решность измерения фазового сдвига не пре-
вышает 5 %.
Измерения эмиттанса ионного пучка вы-
полнялись с использованием пластины с на-
бором отверстий и подвижного вертикального
проволочного зонда. Пластина с отверстиями
Рис. 1. Схема диагностической установки
40 Наука та інновації. № 5, 2010
Наукові основи інноваційної діяльності
может выводиться из зоны измерений, что
позволяет проводить измерения профиля и
полного тока пучка, измеряемого с помощью
цилиндра Фарадея. Измерения массового со-
става пучка проводились с помощью фильтра
Вина. Разрешающая способность фильтра рав-
на Mi /ΔM = 100. Данный прибор является клас-
сическим фильтром Вина с параллельными
полюсами электромагнита. Расстояние между
полюсами магнита равно 8 мм, между пласти-
нами конденсатора — 3 мм. Эффективная дли-
на фильтра Вина — 100 мм.
ГЕЛИКОННЫЕ ИСТОЧНИКИ ИОНОВ
Основное направление усовершенствования
ядерного микрозонда — повышение яркости
источника ионов. Одним из перспективных
направлений повышения яркости ВЧ-источ-
ника является повышение плотности плазмы
за счет передачи энергии внешнего ВЧ-гене-
ратора электронам плазмы в геликонном диа-
пазоне частот. Интерес к геликонным разря-
дам вызван их высокой степенью ионизации:
плотность плазмы достигает величины на по-
рядок выше плотности плазмы других источ-
ников при том же давлении и уровне ВЧ-мощ-
ности [3—6]. В данной работе рассмотрены два
типа ВЧ-источников ионов, работающих в ге-
ликонном частотном диапазоне волн ωci < ω <
< ωce, где ωce , ωci — циклотронная частота элек-
тронов и ионов, ω — рабочая частота генерато-
ра. Оба источника работают в режимах сред-
них токов (1—350 мкА) с плотностью эмисси-
онного ионного тока 1—130 мА/см2, при этом
вводимая в плазму мощность не превышает
400 Вт. Система экстракции источников имеет
следующие размеры: длина канала катода —
3 мм, диаметр канала — 0,6 мм. Разрядные
колбы изготовлены из кварца и имеет наруж-
ный диаметр 30 мм и длину 200 мм. Длина
колбы увеличена для возможности реализа-
ции геликонного разряда во внешнем магнит-
ном поле. Высокочастотная система, которая
состоит из задающего генератора частотой
27,12 МГц, усилителя мощности «Acom-1000»
и согласующего устройства, обеспечивает ре-
гулируемую выходную мощность до 400 Вт в
непрерывном режиме. Основным отличием
источников является использование различ-
ных магнитных систем, а также взаимное рас-
положение основных элементов источника
(антенна, магнит, экстрактор — АМЭ-режим;
магнит, антенна, экстрактор — МАЭ-режим).
В источниках использовались как винтовая
антенна, так и антенна типа Nagoya III. Конс-
трукция магнитной системы определялась
следующими условиями: 1) величина и струк-
тура магнитного поля должна способствовать
Рис. 3. Распределение величины продольного магнитно-
го поля вдоль оси источника
Рис. 2. Зависимость плотности Не-плазмы от ВЧ-мощ-
ности и положения магнитов (МАЭ-режим, L – расстоя-
ние между магнитом и экстрактором, р = 10 мТорр)
41Наука та інновації. № 5, 2010
Наукові основи інноваційної діяльності
Рис. 4. Зависимость плотности плазмы и плотности
то ка насыщения пучка ионов гелия от ВЧ-мощности
(L = 130 мм, р = 10 мТорр)
эффективному поглощению ВЧ-мощности в
плазме; 2) быть компактной; 3) производить
минимальное увеличение эмиссионного нор-
мализованного эмиттанса.
С целью выяснения степени корреляции меж-
ду плотностью плазмы и плотностью тока пучка
были проведены измерения данных величин для
геликонного источника с расположением эле-
ментов конструкции, изображенным на рис. 1
(МАЭ-режим). На рис. 2 представлена зависи-
мость средней плотности гелиевой плазмы воз-
ле эмиссионного отверстия от подводимой к
плазме ВЧ-мощности и положения магнитов от-
носительно системы экстракции (L — расстоя-
ние между краем магнита и эмиссионным отвер-
стием системы экстракции) для рабочего давле-
ния в разрядной камере 10 мТорр. Измерения
плотности плазмы для аргона и водорода при
таких же условиях показали, что наблюда ет-
ся подобный характер зависимости величины
плотности плазмы от подводимой ВЧ-мощнос-
ти и положения магнитов.
Как видно из рисунка, имеется положение
магнитной системы, при котором происходит
наиболее эффективное поглощение мощности
в плазме. Распределение величины продоль-
ного магнитного поля показано на рис. 3. Эф-
фективность поглощения мощности в гели-
конном разряде зависит от ряда параметров:
величины и структуры магнитного поля, рабо-
чего давления, сорта газа, частоты генератора,
эффективной длины разряда, геометрических
размеров разрядной камеры и антенны. При
рабочем давлении газа в источнике ∼10 мТорр
и подводимой ВЧ-мощности 350 Вт измерен-
ная плотность плазмы вблизи эмиссионного
отверстия составила величины: 0,9 · 1013 см–3
(Ar), 1,6 · 1012 см–3 (He) и 6 · 1011 см–3 (H2). Сред-
няя плотность плазмы между антенной и маг-
нитом равна: 0,9 · 1013 см-3 (Ar), 2,4 · 1012 см–3
(He) и 8 · 1011 см–3 (H2).
На рис. 4 представлена зависимость величины
ионного тока насыщения пучка ионов гелия и
плотности плазмы вблизи эмиссионного отверс-
тия от мощности, подводимой к плазме геликон-
ного источника для оптимального положения
магнитной системы. Как видно из рисунка, име-
ется хорошая корреляция между измеренной
плотностью плазмы и плотностью тока насыще-
ния для плотностей гелиевой плазмы < 1012 см–3.
При повышении плотности плазмы происходит
изменение свойств плазменной границы и, как
следствие, изменение ионно-оптических характе-
ристик пучка. При увеличении плотности плаз-
мы возникает необходимость повышения вытя-
гивающего напряжения, а также обеспечения
дополнительной фокусировки пучка в системе
экстракции для минимизации потерь пучка.
Рис. 5. Внешний вид геликонного источника ионов
(АМЭ-режим): 1 — газоразрядная камера, 2 — винтовая
антенна, 3 — магнитная система, 4 — отверстие для на-
пуска газа, 5, 6 — система электродов
6 5 4 3 2 1
42 Наука та інновації. № 5, 2010
Наукові основи інноваційної діяльності
В высокояркостном источнике ионов гелия
и водорода, работающем в АМЭ-режиме [7—9],
магнитное поле вместе с высокочастотным по-
лем, создаваемым индуктором, обеспечивает в
плазме резонансные условия для возбуждения
и эффективного поглощения волн в геликон-
ном диапазоне частот (рис. 5). При обеспече-
нии резонансных условий максимум энергов-
клада перемещается в центр разрядной камеры,
что способствует более эффективной иониза-
ции и повышению плотности плазмы. В облас-
ти системы постоянных магнитов обеспечива-
ется удержание и перенос плазмы в область
системы экстракции. В области эмиссионного
отверстия происходит сжатие полученной плаз-
мы, в результате чего повышается плотность
тока извлекаемого пучка. В АМЭ-режиме по-
лучены яркости пучка ионов гелия и водорода
на уровне 100 A ⋅ м–2 ⋅ рад–2 ⋅ эВ–1 при рабочем
давлении газа в источнике ∼10 мТорр и подво-
димой к плазме ВЧ-мощности ∼150 Вт.
МУЛЬТИКАСПОВЫЙ ВЧ-ИСТОЧНИК ИОНОВ
Мультикасповый ВЧ-источник ионов
(МКИИ) разработан с целью снижения энер-
гетического разброса пучка на входе в ускори-
тельную структуру ЭСУ. Внешний вид и схема
МКИИ представлены на рис. 6 и 7 соответс-
твенно. Источник состоит из цилиндрической
дюралюминиевой разрядной камеры с внут-
ренним диаметром 47 мм и длиной 80 мм. Вне-
шняя поверхность камеры окружена рядом
постоянных магнитов Nd-Fe-B, которые уста-
новлены с чередующейся полярностью, созда-
вая мультикасповую конфигурацию магнит-
ного поля. Количество магнитов в ряду — 18,
их размеры — 6 × 10 × 30 мм. Магнитное поле
достигает максимального значения ∼300 мТл
возле стенки разрядной камеры и спадает экс-
поненциально к центру. В центре источника в
области слабого магнитного поля располага-
ется ВЧ-антенна. Антенна выполнена из гиб-
кого многожильного витого медного провода,
пропущенного внутри стеклянной («Duran»)
трубки. Стеклянная трубка с наружным диа-
метром 6 мм согнута в форме спирали с тремя
витками и с внешним диаметром 25 мм. Для ох-
лаждения ВЧ-антенны применяется система
водоохлаждения, представляющая собой за-
мкнутый контур, по которому прокачивается
дистиллированная вода. Фланец мультикаспо-
вого источника изготовлен из нержавеющей
стали и содержит вакуумный ввод ВЧ-антенны
и подвод рабочего газа. Стеклянное окно, име-
ющееся на фланце, служит для наблюдения за
разрядом. Вытягивающий электрод (катод) из-
готовлен из молибдена и имеет канал экстра-
кции диаметром 0,6 мм и длиной 3 мм.
Рис. 7. Схема МКИИ и сеточного энергоанализатора
Рис. 6. Внешний вид мультикаспового ВЧ-источника
ионов
Экран
Газ
Магниты Сеточный
энергоанализатор
ВЧ
0—3 кВ
0—100 ВL
+
+
–
–
43Наука та інновації. № 5, 2010
Наукові основи інноваційної діяльності
С помощью сеточного энергоанализатора ме-
тодом задерживающего потенциала измерены
функции распределения ионов по энергии
(ФРИЭ) гелиевого пучка. По ширине ФРИЭ на
ее полувысоте определен энергетический раз-
брос ΔE гелиевого пучка. Установлено, что ΔE =
= 8 ± 1 эВ при ВЧ-мощности 100—200 Вт. Энер-
гетический разброс увеличивается с ростом ВЧ-
мощности и не зависит от давления газа в раз-
рядной камере ионного источника. Двухпиковая
структура ФРИЭ при низких давлениях свиде-
тельствует о наличии паразитной емкостной
связи ВЧ-разряда. Такая структура характерна
для ФРИЭ, которая формируется в слое объем-
ного заряда с временной ВЧ-модуляцией потен-
циала слоя. В мультикасповом варианте реали-
зованы режимы с током ионов гелия 100 мкА и
яркостью пучка 20 A ⋅ м–2 ⋅ рад–2 ⋅ эВ–1 при ве-
личине ВЧ-мощности 200 Вт.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Созданы компактные генераторы плазмы с вы-
сокой плотностью плазмы 5 · 1011—1013 cm–3 для
использования в ионно-пучковых технологиях.
Измерения плотности плазмы производились с
помощью СВЧ-интерферометра. Получены ярко-
сти пучка на уровне 100 A ⋅ м–2 ⋅ рад–2 ⋅ эВ–1. Даль-
нейшее повышение яркости требует проведения
комплексных исследований геликонных генера-
торов и систем экстракции источников ионов.
Создана диагностическая установка для из-
мерения как плазменных параметров ВЧ-ис-
точников ионов, так и фазовых, энергетичес-
ких и массовых характеристик экстрагирован-
ных ионных пучков.
Для получения ионных пучков с малым энер-
гетическим разбросом разработан мультикаспо-
вый ВЧ-источник ионов на частоте 27,12 МГц.
Минимальный энергетический разброс ионов ге-
лия равен ΔE = 8 ± 1 эВ при 200 Вт ВЧ-мощности.
ЛИТЕРАТУРА
1. Возный В.И., Мирошниченко В.И., Мордик С.Н. и др.
Экспериментальная установка для тестирования
ВЧ-источников ионов // Вопросы атомной науки и
техники. Серия «Плазменная электроника и новые ме-
тоды ускорения» (3). — 2003. — № 4. — С. 284—287.
2. Нагорный Д.А., Нагорный А.Г., Возный В.И. Сверхвы-
сокочастотный интерферометр для измерения плот-
ности стационарной плазмы // Приборы и техника
эксперимента. — 2005. — № 2. — С. 98—100.
3. Boswell R.W, Porteous R.K. Large volume, high density
rf inductively coupled plasma // Apll. Phys. Lett. —
1987. — Vol.50. — P. 1130.
4. Chen F.F., Sudit I.D., Light M. Helicon waves in a non-
uniform plasma // Plasma Sources Sci. Technol. — 1996. —
No. 5. — P. 173.
5. Shamrai K.P. and Taranov V.B. Resonance wave discharge
and collision energy absorption in helicon plasma sour-
ce // Plasma Phys. Control. Fusion. — 1994. — Vol. 36. —
№ 11. — P. 1719—1735.
6. Miroshnichenko V.I., Mordyk S.M., Olshansky V.V. et all.
Possibilities to increase rf ion source brightness for nuc-
lear microprobe applications // Nucl. Instrum. Meth.
B. — 2003. — V201. — P. 630—636.
7. Mordyk S., Voznyy V., Miroshnichenko V., Storizhko V. Pa-
tent of Ukraine UA 67392, H 01J 27/16, 2003098400
(15.06.2004 BulletinN6).
8. Miroshnichenko V.I., Mordyk S.M., Storizhko V.E. et all.
Sulkio-Cleff B. and Voznyy V.I. Development of a de di-
ca ted ion injector for accelerator-based nanoprobe fa ci-
li ties // Vacuum. — 2004. — Vol. 75. — № 2. — Р. 237—242.
9. Miroshnichenko V.I., Mordyk S.M., Storizhko V.E. et all.
High brightness rf ion source for accelerator-based mic-
roprobe facilities // Rev. Sci. Instrum. — 2004. — Vol. 75. —
№ 5. — Р. 1922—1924.
44 Наука та інновації. № 5, 2010
Наукові основи інноваційної діяльності
В.І. Возний, В.І. Мирошніченко,
С.М. Мордик, О.Г. Нагорний, Д.О. Нагорний,
В.Ю. Сторіжко, Д.П. Шульга
ВИСОКОЯСКРАВІСНІ ВЧ-ДЖЕРЕЛА ІОНІВ
ДЛЯ ПРИСКОРЮВАЛЬНИХ ЗАСТОСУВАНЬ
Наведені результати досліджень двох типів ВЧ-дже-
рел іонів: геліконного та мультикаспового з компакт-
ними системами постійних магнітів. Отримано такі па-
раметри джерел: густина плазми — 1011—9 · 1012 cм–3, гус-
тина іон ного струму — 10—130 мА/cм2, яскравість —
~100 A · м–2 · рад–2 · еВ–1, енергетичний розкид 8—30 еВ при
ВЧ-потужності 40— 400 Вт, що вводиться у плазму, і ро-
бочому тиску в розрядній камері 2—10 мТорр.
Ключові слова: геліконне джерело іонів, мультикас-
пове джерело іонів, фокусований пучок іонів, яскра вість.
V. Voznyy, V. Miroshnichenko,
S. Mordyk, A. Nahornyy, D. Nahornyy,
V. Storizhko, D. Shulha
HIGH-BRIGHTNESS RF ION SOURCES
FOR ACCELERATOR APPLICATIONS
The results of investigations of two types of radio-frequen-
cy ion sources: helicon and multicusp versions with compact
magnet systems are presented. The following paramenters of
the sources were obtained: plasma density of 1011—9 · 1012 cm–3,
beam current densities of 10—130 mA/cm2, brightness
~100 A ⋅ m–2 ⋅ rad–2 ⋅ eV–1, energy spread 8—30 eV, RF power in-
put into the plasma of 40—400 W and pressure of 2—10 mTorr.
Key words: helicon ion source, multicusp ion source,
focused ion beam, brightness.
Надійшла до редакції 18.06.10
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-28135 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1815-2066 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T13:38:06Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Видавничий дім "Академперіодика" НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Возный, В.И. Мирошниченко, В.И. Мордик, С.Н. Нагорный, А.Г. Нагорный, Д.А. Сторижко, В.Е. Шульга, Д.П. 2011-10-29T13:59:56Z 2011-10-29T13:59:56Z 2010 Высокояркостные ВЧ-источники ионов для ускорительных приложений / В.И. Возный, В.И. Мирошниченко, С.Н. Мордик, А.Г. Нагорный, Д.А. Нагорный, В.Е. Сторижко, Д.П. Шульга // Наука та інновації. — 2010. — Т. 6, № 5. — С. 38-44. — Бібліогр.: 9 назв. — рос. 1815-2066 DOI: doi.org/10.15407/scin6.05.038 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28135 Представлены результаты исследований двух типов ВЧ-источников ионов: геликонового и мультикаспового с компактными системами постоянных магнитов. Получены следующие параметры источников: плотность плазмы 10¹¹—9 × 10¹² cм⁻³, плотность ионного тока — 10—130 мA/cм², яркость — ~100 A ⋅ м⁻² ⋅рад⁻² ⋅ эВ⁻¹, энергетический разброс — 8—30 еВ при ВЧ-мощности 40—400 Вт, вводимой в плазму, и рабочем давлении в разрядной камере 2—10 мТорр. Наведені результати досліджень двох типів ВЧ-джерел іонів: геліконного та мультикаспового з компактними системами постійних магнітів. Отримано такі параметри джерел: густина плазми — 10¹¹—9 × 10¹² cм⁻³, густина іонного струму — 10—130 мА/cм², яскравість — ~100 A ⋅ м⁻² ⋅рад⁻² ⋅ эВ⁻¹, енергетичний розкид 8—30 еВ при ВЧ-потужності 40— 400 Вт, що вводиться у плазму, і робочому тиску в розрядній камері 2—10 мТорр. The results of investigations of two types of radio-frequency ion sources: helicon and multicusp versions with compact magnet systems are presented. The following paramenters of the sources were obtained: plasma density of 10¹¹—9 × 10¹² cm⁻³, beam current densities of 10—130 mA/cm², brightness ~100 A • m⁻² • rad⁻² • eV⁻¹, energy spread 8—30 eV, RF power input into the plasma of 40—400 W and pressure of 2—10 mTorr. ru Видавничий дім "Академперіодика" НАН України Наука та інновації Наукові основи інноваційної діяльності Высокояркостные ВЧ-источники ионов для ускорительных приложений Високояскравісні ВЧ -джерела іонів для прискорювальних застосувань High-brightness RF ion sources for accelerator applications Article published earlier |
| spellingShingle | Высокояркостные ВЧ-источники ионов для ускорительных приложений Возный, В.И. Мирошниченко, В.И. Мордик, С.Н. Нагорный, А.Г. Нагорный, Д.А. Сторижко, В.Е. Шульга, Д.П. Наукові основи інноваційної діяльності |
| title | Высокояркостные ВЧ-источники ионов для ускорительных приложений |
| title_alt | Високояскравісні ВЧ -джерела іонів для прискорювальних застосувань High-brightness RF ion sources for accelerator applications |
| title_full | Высокояркостные ВЧ-источники ионов для ускорительных приложений |
| title_fullStr | Высокояркостные ВЧ-источники ионов для ускорительных приложений |
| title_full_unstemmed | Высокояркостные ВЧ-источники ионов для ускорительных приложений |
| title_short | Высокояркостные ВЧ-источники ионов для ускорительных приложений |
| title_sort | высокояркостные вч-источники ионов для ускорительных приложений |
| topic | Наукові основи інноваційної діяльності |
| topic_facet | Наукові основи інноваційної діяльності |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/28135 |
| work_keys_str_mv | AT voznyivi vysokoârkostnyevčistočnikiionovdlâuskoritelʹnyhpriloženii AT mirošničenkovi vysokoârkostnyevčistočnikiionovdlâuskoritelʹnyhpriloženii AT mordiksn vysokoârkostnyevčistočnikiionovdlâuskoritelʹnyhpriloženii AT nagornyiag vysokoârkostnyevčistočnikiionovdlâuskoritelʹnyhpriloženii AT nagornyida vysokoârkostnyevčistočnikiionovdlâuskoritelʹnyhpriloženii AT storižkove vysokoârkostnyevčistočnikiionovdlâuskoritelʹnyhpriloženii AT šulʹgadp vysokoârkostnyevčistočnikiionovdlâuskoritelʹnyhpriloženii AT voznyivi visokoâskravísnívčdžerelaíonívdlâpriskorûvalʹnihzastosuvanʹ AT mirošničenkovi visokoâskravísnívčdžerelaíonívdlâpriskorûvalʹnihzastosuvanʹ AT mordiksn visokoâskravísnívčdžerelaíonívdlâpriskorûvalʹnihzastosuvanʹ AT nagornyiag visokoâskravísnívčdžerelaíonívdlâpriskorûvalʹnihzastosuvanʹ AT nagornyida visokoâskravísnívčdžerelaíonívdlâpriskorûvalʹnihzastosuvanʹ AT storižkove visokoâskravísnívčdžerelaíonívdlâpriskorûvalʹnihzastosuvanʹ AT šulʹgadp visokoâskravísnívčdžerelaíonívdlâpriskorûvalʹnihzastosuvanʹ AT voznyivi highbrightnessrfionsourcesforacceleratorapplications AT mirošničenkovi highbrightnessrfionsourcesforacceleratorapplications AT mordiksn highbrightnessrfionsourcesforacceleratorapplications AT nagornyiag highbrightnessrfionsourcesforacceleratorapplications AT nagornyida highbrightnessrfionsourcesforacceleratorapplications AT storižkove highbrightnessrfionsourcesforacceleratorapplications AT šulʹgadp highbrightnessrfionsourcesforacceleratorapplications |