Введение к работе
Актуальность теш. Несмотря на то, что разряды низкого давления, удерживаемые в зеркальных магнитных ловушках и нагреваемые в условиях электронного циклотронного резонанса (ЭЦР), нашли широкое применение в технике источников высоких заряд-нсстей и во многих технологических процессах, например, ионной имплантации, формирования алмазных и алмазоподобных покрытий, пленок аморфного кремния и т.д., физика ЭЦР-разрядов, особенно в сильно неоднородных полях, остается слабо изученной. Важность исследования процессов и особенностей, имеющих место в ЭЦР-разрядах, обусловлена не только чисто познавательными соображениями, зачастую имеющими принципиальное значение, но также и требованиями практики современных технологий.
Задача изучения ЗЦР-плазмы, будучи нетривиальной как с теоретической, так и экспериментальной точек зрения, значительно усложнена в сильно неоднородных полях, которые являются причиной дополнительных нелинейных эффектов.
Одним из практических применений ЭЦР-плазш является ее использование для получения пучков отрицательных ионов, что дает по сравнению с традиционными методами, использующие нагреваемые электроды, такие преимущества как высокая газовая эффективность, низкая стоимость ионов,, стабильность параметров пучков, неограниченный срок непрерывного действия.
Находясь фактически на начальной стадии развития и использования, ЭЦР-разряды имеют широкие перспективы и возможность для их применения в различных научных и технологических разработ-ботках.
Цель работы. Целью диссертационной работы является последовательное экспериментальное исследование плазмы ЭЦР-разряда в зеркальной магнитной ловушке, начатое в лаборатории физики плазмы УДН два десятилетия тому назад, наховдвнке параметров и характерных особенностей плазмы в условиях одновременного нагрева на четырех гармониках циклотронной частоты, нахождение условий генерации отрицательных ионов и выяснение механизма их образования.
. I
Разработка методики регистрации рентгеновских квантов и вос
становление функции распределения электронов по энергиям поз
воляет иметь более обоснованное представление об .особенностях
ЭЦР- нагрева. . ,
Научная новизна. На защиту выносятся следующие основные положения',' определяющие научную новизну полученных в диссертационной работе результатов. ' ,. .....
1.'Впервые проведено последовательное исследование свойств
ЭЦР:-разряда в короткой зеркальной ловушке с сильно неоднород
ным магнитным полем как в продольном, так и поперечном напр
авлениях.' ... ...
-
Показано и дано объяснение существованию разряда в трех отличающихся состояниях.' ~\
-
Обнаружена многослойная пространственная структура разряда, обязанная резонансам на гармониках циклотронной частоты. Зарегистрировано дрейфовое движение кольцевых зон нагрева.
' 4.'Показано, что существующие теории ЭЦР- взаимодействия в зеркальных ловушках не дают удовлетворительного объяснения наблюдаемому ускорению электронов до аномально высоких энергий.
-
Разработана методика восстановления функций распределения енергетичних электронов по'спектру тормозного излучения.
-
Найдены условия эффективной генерации отрицательных ионов в плазме с кольцом горячих электронов.
-
Построена расчетная модель образования отрицательных ионов водорода по каналу колебательного возбуждения молекул в разрядном объеме и прилипательной диссоциации молекул в слое электронов вторичной эмиссии на поверхности первого электрода системы экстракции.
Научная и практическая ценность. Результаты диссертационной работы могут использоваться как для дальнейших теоретических и экспериментальных исследований по физике ЭЦР-взаимодействия электромагнитных полей с плазмой, теории и практики получения пучков отрицательных ионов водорода, так и для практического применения в таких областях науки и техники как ускорительная техника, Оже - спектроскоия и в программе ИТЗР. 2
Апробация работа. Материалы, изложенные з диссертации, была-! представлены на XVII Научной Конференции факультета физико-математических и естественных наук УДЯ (1991г.), XX Международной конференции по явлениям в ионизированных газах, 1991г, Пиза, Италия, IV Международной конференции по ионным источникам, 1991 г., Бенсхейм, Гермаїшя, Всесоюзной конференции по взаимодействию электромагнитного излучения с веществом, 1991г, Душанбе.
Публикации. Основные результаты диссертационной работы опубликованы в пяти работах, список которых приведен в конце автореферата .
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав осповоиого текста, заключения и списка литературы. Диссертация содержит ffff страниц машинописного текста, _^Г/_ рисунков, библиография ..///наименований.
