Пространственное распределение плотности ионного потока в лазерно-плазменном источнике для нанесения нанопокрытий на подложки увеличенных размеров

Abstract

Выполнено экспериментальное определение равномерности плотности ионных потоков на подложку увеличенных размеров (~ 200 см2 ) в целях формирования наноструктур лазерно-плазменным методом. Отмечено, что система для осаждения наноструктур состоит из эрозионного лазерного факела материала мишени и подложки, расположенных в вакуумной камере. Для плавной регулировки параметров наносимых на подложку частиц между лазерной мишенью и подложкой установлена сетка, на которую подается отрицательный по отношению к лазерной мишени потенциал. В результате после сетки формируется поток частиц, состоящий преимущественно из ионов, энергией которых можно надежно и плавно управлять, подавая на сетку положительный по отношению к подложке потенциал. Проведенные эксперименты показали, что однородность плотности ионных потоков на подложку увеличенных размеров (~200 см2 ) в лазерно-плазменном источнике для нанесения нанопокрытий можно повысить, подавая на подложку ускоряющий потенциал (по отношению к сетке). Минимальная разница между плотностью ионного потока в центре и на краю мишени составляет ~ 5 %. В результате технологически возможно производить очистку поверхности подложки ионами материала лазерной мишени (вторичная эмиссия), создавать псевдодиффузионный слой материала мишени в приповерхностной области подложки и наносить на подложку материал лазерной мишени. При этом все перечисленные операции можно выполнять последовательно, не разгерметизируя вакуумную камеру, что позволит получить нанопокрытия с высокой адгезией и на подложках увеличенных размеров.