Конденсационный зонд для измерения ионного и атомного компонентов в процессе формирования покрытия плазменными методами

Г.Ю. Юшков¹, Е.М. Окс^1,2, А.В. Тюньков², Ю.Г. Юшков²

¹ИСЭ СО РАН, г. Томск
²ТУСУР, г. Томск

Разработан метод и оборудование для измерения соотношения ионного и атомного компонентов в процессе формирования покрытия в плазме разрядов низкого давления. Метод основан на сравнительном анализе приращения веса подложек двух оригинальных конденсационных зондов: с поперечным магнитным полем, препятствующим проникновению потока плазмы в область подложки, и без него. В первом случае, покрытие формируется за счет атомарного компонента, а во втором, за счет атомарного и ионного. Метод готов к практическому применению. На примере нанесения покрытий бора магнетронным напылением и электронно-лучевым испарением было проведено измерение ионного и атомарного компонентов. В результате показано, что при электронно-лучевом испарении определяющий вклад в формирование покрытия вносит ионная составляющая, а при магнетронном распылении атомная. На основании оценки каждого из этих вкладов определено отношение концентрации атомарного и ионизованного компонентов бора в плазме электронного пучка и в плазме магнетронного разряда. Разработанное оригинальное устройство перспективно для исследований процессов формирования покрытий другими плазменными методами, например, вакуумно-дуговым методом или распылением ионным пучком. Разработка имеет перспективы патентования.

Рис. 1. Конструкция и фотография конденсационного зонда с магнитным полем: 1 - магнитопровод; 2 - постоянные магниты; 3 - корпус зонда; 4 - подложка

Результат получен в рамках гранта РНФ № 22-29-00381 "Синтез борсодержащих покрытий на основе магнетронного распыления и электронно-лучевого испарения твердотельной мишени из чистого бора: сравнительный анализ и возможности практического применения"

Публикации

1. A.V. Tyunkov, A.A. Andronov, E.M. Oks, Yu.G. Yushkov, D.B. Zolotukhin Determination of the degree of ionization of vapors of conducting an d dielectric material s during electron-beam evaporation in the forevacuum range of pressure // Vacuum. 2023. V. 208. P. 111722. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2022.111722

Разработка сотрудников ЛПИ и ТУСУР