Электрогидродинамические источники ионных пучков

П.А. Мажаров^†^а, В.Г. Дудников^‡^б, в, А.Б. Толстогузов^§^г, д, е
^аRaith GmbH, Konrad-Adenauer-Allee 8, Dortmund, 44263, Germany
^бНовосибирский национальный исследовательский государственный университет, Академгородок, ул. Пирогова 2, Новосибирск, 630090, Российская Федерация
^вИнститут ядерной физики им. Г.И. Будкера СО РАН, просп. акад. Лаврентьева 11, Новосибирск, 630090, Российская Федерация
^гРязанский государственный радиотехнический университет имени В.Ф. Уткина, ул. Гагарина 59/1, Рязань, 390005, Российская Федерация
^дWuhan University, Wuhan, Hubei Province, China
^еUniversidade Nova de Lisboa, Campus de Campolide, Lisboa, 1099-085, Portugal

Рассматриваются физические процессы, определяющие генерацию ионных пучков с высокой эмиссионной плотностью тока в электрогидродинамических (ЭГД) источниках, работающих на жидких металлах и сплавах, а также с низкотемпературными ионными жидкостями. Обсуждаются ЭГД-эффекты, оказывающие влияние на эмиссию ионов (механизмы ионообразования), и кинетика взаимодействия ионов в пучках с высокой плотностью. Анализируются факторы, определяющие размер эмиссионной зоны, устойчивость эмиссии при больших и малых токах, генерацию кластеров, увеличение энергетического разброса, уменьшение яркости и другие характеристики ионных пучков. Рассмотрены конструкционные особенности ЭГД-эмиттеров, проблемы практического обеспечения их устойчивого функционирования. Подробно представлены современные области применения источников ионов с ЭГД-эмиттерами, включая технологические установки для ионно-лучевой литографии, микро- и наноструктурирования, ионные микроскопы и приборы для локальной масс-спектрометрии вторичных ионов, а также системы контроля и нейтрализации потенциала космических аппаратов и электростатические ракетные двигатели (микротрастеры). Проанализированы перспективы дальнейшего развития ЭГД-эмиттеров и приборов на их основе.

Текст pdf (2,2 Мб)

Скачивая файл я соглашаюсь с условиями использования.

English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2020.09.038845

Ключевые слова: электрогидродинамический, ионный источник, жидкометаллический, низкотемпературные ионные жидкости, наноструктурирование, масс-спектрометрия вторичных ионов, ионно-лучевая литография, жидкие металлы и сплавы, нанотехнологии
PACS: 29.25.Ni, 41.75.−i, 81.16.Nd (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2020.09.038845
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2020/12/c/
Web of Science

000621721400003
Scopus

2-s2.0-85102730097
ADS NASA

2020PhyU...63.1219M
Цитата: Мажаров П А, Дудников В Г, Толстогузов А Б "Электрогидродинамические источники ионных пучков" УФН 190 1293–1333 (2020)

BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 14 декабря 2019, доработана: 13 июля 2020, одобрена в печать: 29 сентября 2020

English citation: Mazarov P, Dudnikov V G, Tolstoguzov A B “Electrohydrodynamic emitters of ion beams” Phys. Usp. 63 1219–1255 (2020); DOI: 10.3367/UFNe.2020.09.038845