Зондовая диагностика плазмы катодно-дугового разряда, используемого для синтеза алмазоподобных углеродных покрытий

Abstract

Исследуются импульсно-периодические потоки катодно-дуговой углеродной плазмы, используемые для нанесения алмазоподобных углеродных покрытий. Рассматриваемые потоки генерировались в вакууме и в атмосфере ацетилена при давлении от 0,2 до 2 Па в результате распыления графитового катода в четырехэлектродной дуговой системе с самовосстанавливающимся тонкопленочным токо-проводом устройства поджига. С применением зондов Ленгмюра установлено, что подложка находит-ся под ускоряющим плавающим потенциалом –15…35 В. Функция распределения электронов по энергиям является максвелловской с температурой электронов около 50 эВ. Скорость самых высокоэнергетиче-ских электронов плазменного потока превышает 30 км/с, в то время как скорость направленного дви-жения плазмы составляет 20 км/с в вакууме и 8 км/с в атмосфере ацетилена. При импульсном дуговом разряде в атмосфере ацетилена наблюдается существенное уменьшение энергии ионов углерода от 30 до 4 эВ по сравнению с вакуумным катодно-дуговым разрядом.