Features of titanium ion beams formation taking into account ion-electron emission realizing the synergy of high-intensity ion implantation and pulsed energy impact on the surface
| Parent link: | Materials. Technologies. Design.— .— Уфа: Изд-во УУНиТ Т. 5, № 4 (14).— 2023.— С. 146-155 |
|---|---|
| मुख्य लेखक: | |
| अन्य लेखक: | , |
| सारांश: | Title screen In this work, we show the possibility of forming titanium ion beams of submillisecond duration in the average ion energy range from 20 to 60 keV with a maximum ion current density of 3.3 A/cm2 at a pulsed power density of 132 kW/cm2 in individual pulses. The dependence of the ion-electron emission coefficient on the average energy and current of the arc discharge is presented. It has been established that the ion-electron emission coefficient in the case of irradiation of a stainless steel target with a beam of titanium ions reaches a value of 1.6 at an average ion energy of 60 keV. The dependences of the radial distribution of the ion current density on the average ion energy are obtained for different positions of the collector relative to the geometric focus of the ballistic system for focusing the ion beam. Taking into account ion-electron emission, it has been experimentally shown that with an increase in the average ion energy from 20 keV to 40 keV, an increase in the density of the measured ion current is observed, while in the range from 40 to 60 keV, the ion current density decreases. Using nineteen collector sensors, it was shown that due to the influence of the partially uncompensated space charge of the ion beam, the best conditions for its focusing are achieved at a distance of 20 mm behind the geometric focus of the system 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 отдельных импульсах. Представлена зависимость коэффициента ионно-электронной эмиссии от средней энергии и тока дугового разряда. Установлено, что коэффициент ионно-электронной эмиссии при облучении мишени из нержавеющей стали пучком ионов титана достигает значения 1,6 при средней энергии ионов 60 кэВ. Получены зависимости радиального распределения плотности 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 помощью девятнадцати 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 Текстовый файл AM_Agreement |
| भाषा: | अंग्रेज़ी |
| प्रकाशित: |
2023
|
| विषय: | |
| ऑनलाइन पहुंच: | https://www.elibrary.ru/item.asp?id=59323343 |
| स्वरूप: | इलेक्ट्रोनिक पुस्तक अध्याय |
| KOHA link: | https://koha.lib.tpu.ru/cgi-bin/koha/opac-detail.pl?biblionumber=675399 |