Увеличение энергии

В то же время максимальным сечением однократной ионизации обладают электроны с энергиями 50...100 эВ. Обеспечить такую энергию электронов в положительном столбе плазмы дугового разряда можно с использованием сжатого вакуумно-дугового разряда (в дальнейшем СВДР). При этом важно определить взаимозависимости токов основного разряда и ионных токов на распыляемую мишень, их распределение в объёме вакуумной камеры и т. д., что и является целью данной работы.

Под названием СВДР в дальнейшем будем понимать газовый дуговой разряд с плазменным катодом, положительный столб которого в одном месте проходит через существенно ограниченное пространство (сечение), а плазма создаётся при помощи вакуумно-дугового разряда с холодным катодом.

Увеличение энергии электронов в таком разряде основано на сжатии положительного столба вакуумной дуги щелью или отверстием (отверстиями) с относительно небольшим сечением, расположенными между анодом и катодом.

В вакуумной камере с помощью источника питания между катодом и анодом возбуждается вакуумно-дуговой разряд с холодным катодом при давлении рабочего газа (или смеси газов) 0,1... 1 Па. Положительный столб вакуумной дуги делится замкнутой оболочкой с отверстиями на прианодную и прикатодную части. Поскольку сечение отверстий невелико, то для сохранения неразрывности электронного потока необходимо увеличение скорости электронов в зоне отверстия, что достигается увеличением падения напряжения в ней (естественно, если это увеличение падения напряжения обеспечивается выходным напряжением источника питания). Поэтому в зоне отверстия электроны ускоряются и из прикатодной зоны попадают в прианодную; ионы газа движутся в противоположном направлении. Напряжение источника питания выбирается таким, чтобы энергия электронов в потоке, исходящим из отверстий, соответствовала максимуму сечения ионизации газа в прианодной газовой плазме.