Точечный источники пучков заряженных и нейтральных частиц для лазерных спектрометров тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.08 ВАК РФ

' РГ6 од

1 О МАЙ 1503

МОСКОВСКОЕ ФИЗИЧЕСКОЕ ОБЩЕСТВО

На пропах /ц/кпнпси

Шерозия Георгий Аркадьевич

ТОЧЕЧНЫЕ ИСТОЧНИКИ ПУЧКОВ ЗАРЯЖЕННЫХ И НЕЙТРАЛЬНЫХ ЧАСТИЦ. ДЛЯ ЛАЗЕРНЫХ СПЕКТРОМЕТРОВ

01. 04. 08-Физика и химия плазмы

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Москва-|9РЗ

Работа выполнена в Научно-исследовательском технологическом институте. (г.Рязань)

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Э.А.Маныкин

доктор физико-математических наук, доцент В.А.Дурнаев

доктор- физико-математических наук А.С.Шиканов

Ведущая организация: Институт проблем технологии микроэлектроники Российской Академии Наук (г.Черноголовка)

Защита состоится _______1993г. в_____час.

на заседании специализированного совета Д. 169.04.01 при Московском физическом обществе в Физическом институте Российской Академии Наук по адресу: 117924, г.Москва, В-333, Ленинский проспект, 53, ЖАН России.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФИАН. Автореферат разослан ________1993г.

Ученый секретарь специализированного совета доктор физико-математических наук

В.Т. Тихончук

- 3 -

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. С развитием различных областей науки и техники предъявляются все более жесткие требования к чистоте применяемых материалов, технологических сред и полуфабрикатов изделий, что приводит к необходимости разработки высокочувствительных аналитических спектрометров . Аналогичная задача ставится также в связи с экологической проблемой, в частности^ в связи с необходимостью контроля микропримесей тяжелых металлов. Большой комплекс исследований, выполненных в Институте Спектроскопии АН СССР, МШИ и других научно-исследовательских организациях, показывает, что наиболее перспективны для создания высокочувствительных экспрессных аналитических приборов лазерные спектроскопические и масс-спектрометрические методы. В частности, исследования, выполненные в ИС АН СССР, показывают, иго на основе методов лазерной спектроскопии могут быть разработаны спектрометры, обеспечивающие пределы обнаружения по ряду примесей до Ю-12 %. Однако, в этих исследованиях, как правило, применялись термические источники атомных пучков, что практически исключало гсзмагнссть проведения локального анализа. В то же время в . ряде приложений локальность анализа играет принципиальную роль. Особенно велико значение данного параметра в случае необходимости исследования топографии распределения примеси по поверхности изучаемого образца. Такие задачи часто возникают в глпероэлектроннке, металлургии, при отработке технологии получения особочистых материалов п в ряда других экспериментальных исследований.

В связи с этим представляется актуальным поиск и изучение возможных методов создания точечных источников заряженных и нейтральных частиц дня аналитических спектрометров.

Обзор литературных данных показывает, что наиболее перспективными объектами.исследований, с этой точки зрения, являются лазерная плазма (ЛП), плазменные точки (ПТ) и ионное распыление. В ряде работ, посвященных изучению ЛП, ПТ и ионного распыления, зарегистрированы эмиссионные процессы, свидетельствующие о том, что все три объекта, в принципе, могут быть использованы в качестве источников пучков заряженных и

нейтральных частиц. Экспериментальные исследования показывало

ют, что такие источники имеют характерные размеры от 10 см до см, т.е. в лабораторных условиях могут считаться точечными. Актуальность исследования ЛП, ПТ и ионного распыления как точечных источников для лазерных аналитических спектрометров обусловлена также такими их общими особенностями как: высокой стабильностью воспроизведения пространотвенного положения; возможностью получения частиц любых элементов путем замены распыляемой мишени; относительной конструктивной простотой и малой энергоемкостью.

Рассмотрение и анализ результатов исследований ЛП, ПТ и ионного распыления, опубликованных в открытой печати, показывают, однако, что некоторые физические явления в точечных источниках^изучены недостаточно полно; некоторые явления ранее не исследовались совершенно; многие экспериментальные • факты не систематизированы или не объяснены; физические процессы, происходящие в изучаемых объектах не рассматривались с единых позиций как процессы, происходящие в точечных источниках пучков заряженных и нейтральных частиц. Все перечисленное приводит, очевидно, к затруднению использования рассматриваемых точечных источников в аналитических спектрометрах, которые могли бы быть созданы на их основе.

Целью работы являлось изучение физических особенностей точечных источников заряженных и нейтральных частиц на основе лазерной плазмы, плазменных точек и ионного распыления для выявления возможностей создания на их основе лазерных аналитических спектрометров для локального анализа.

Научная новизна

В данной работе проведены комплексные исследования лазерной плазмы, плазменных точек и ионного распыления как точечных источников заряженных и нейтральных частиц. Показана общность ряда физических процессов, протекающих в таких источниках и значительное влияние, оказываемое на параметры эмиссии частиц, геометрических параметров источников.

Обнаружен и исследован ряд новых эффектов и закономерностей, характеризующих физические особенности точечных источников и возможности создания на ¡к основе лазерных спектрометров:

- обнаружена эмиссия многозарядных ионов при распаде 111;

- обнаружено монотонное возрастание максимальной заряд-ности эмиттируемых из ПТ ионов по мере роста атомного веса элементов, содержащихся в плазме. Зарегистрированы коны с

X и 25 ;

- показано, что механизмом, ответственным оа генерацию электронных пучков в ПТ, может являться аномальной сит сф-фект, развивающийся в результате резкого изменения параметров разрядной цепи при образовании перзтяякк плазменного столба и ПТ;

- показано, что в ПТ та:ке как ной! особенности эмиссии ионов определяются балансом длительностей процессов ионизации, рзкомбинации и распада плазменных сгустков;

- б -

- экспериментально показано, что метод селективной лазерной ионизации обеспечивает изучение параметров атомной эмиссии при облучении поверхности ионньы пучком;

- создан высокочувствительный лазерный атомно-ионизаци-онный спектрометр (ЛАИС), основанный на комбинации методов селективной лазерной ионизации и ионного распыления и предназначенный для исследования поверхности твердых тел;

- экспериментально показано, что при плотности мощности

о _о

лазерного излучения на мишени ~ 5*10 Вт•см эмиссионный поток атомов содержит два разделенных во времени пика эмиссии, первый из которых обусловлен рекомбинацией ионов в плот-ком плазменном сгустке, а второй испарением атомов непосредственно с разогретой поверхности; показано, что длительность эмиссии атомов с поверхности, облученной импульсом лазера, работающего в режиме модулированной добротности, может достигать Ю""3 с;

-показана возможность влияния эффекта увлечения на генерацию электронных пучков в лазерной плазме;

- показана возможность влияния эффекта увлечения на возникновение красной сдвижки в спектре рассеянного лазерного излучения;

- зарегистрирован эффект увлечения при асимметричном отражении излучения от металлической поверхности, реализуемом при отражении лазерного изяучэния от дифракционной решетки; 1

- экспериментально обнаружен режим эффективной фоку-снровки разлетающегося потока лазерной плазмы о помощью магнитной линзы, обеспечивающий получение фокусного расстояния на два порядка меньшего, чэи в кяассичэскои режиме фокусировки конного пучка;

- экспериментально показана возможность создания лазерного атомно-флуорзсцентного спектрометра (МФО) с лазера ным методом отбора пробы, обеспечивающего предел обнаружения ыикропримесей до Ю-8 %.

Все результаты, перечисленные выше, получены впервые и представлены в оригинальных работах автора.

Практическое значение

В работе показана принципиальная возможность разработки на основе лазерной плазмы, плазменных точек и ионного распыления точечных источников заряженных и нейтральных частиц для лазерных аналитических спектрометров. Показано, что на^ иболее перспективно, с точки зрения создания высокочувствительна спектрометров для локального элементного анализа, использование лазерной плазмы и ионного распыления в качестве источников пучков атомов в комбинации с методами атомной флуоресценции и селективной лазерной ионизации. Информация, полученная при исследовании атомных пучков, формирующихся при облучении поверхности лазерным импульсом или ионным пучком обеспечила возможность разработки опытного образца МФО и экспериментального образца ЛАИС. Выполнены метрологические исследования параметров,разработанных ЛМС и ЛЛИС. .Показано, что ЛМС с лазерным методом формирования атомного пучка из материала исследуемого образца, обеспечивает получение предела обнаружения по ряду микропримесей до 10""® %. Показано, тао комбинация методов ионного распыления и селективной лазерной ионизации в ЛЛИС обеспечивают получение предела об-

г;

нарушения до 10 % при исследовании поверхностных слоев твердых тол.

Рад технических решений, использованных при разработке лазерных спектрометров, защищен авторскими свидетельствами на изобретения. ~~

Опытный образец 1АФС передан предприятию-заказчику и внедрен с целью использования его для решения задач этого . предприятия.

На защиау выносятся следующие научные положения:

1. Разработаны методы экспериментального исследования зарядовых, энергетических, вренеикш распределении еыиссин заряженных и нейтральных частиц из точечных источников.-Методы основаны на использовании явлений атомной флуоресценции, селективной лазерной ионизации, времяпролетной селекции по ыассаы.

2. Обнаружена эмиссия шюгозарядных ионов из ПТ и показана общность процессов формирования зарядовых распределений ионов в ЛП и ПТ: в обоих случаях определяющее влияние оказывает баланс длительностей процессов ионизации, рекомбинации и распада плазменных сгустков. Показано, что скинировпние электрического поля при образовании ПТ должно привести к формированию при атом трубчатого релятивистского электронного, пучка. Обнаружено, что анергия зииттируеыых из ПТ нонов достигает 300 кэВ, а величина заряда 25. Сделан вывод о затруднительности использования в аналитических спектрометрах пучков аарякешшх частиц, эыиттируеиых из ПТ, в силу их значительного энергетического и зарядового разброса.

3. Выполнен комплекс исследования физических особенностей лазерной плазмы: особенностей эмиссии атомов, генерации быстрых электронов, возможностей управления разлетом лл-верной плазмы. Показано, что процесс'эмиссии атоыов состоит

из двух частей: первого рекомбинационного пика и последую-

ЗМНССМН

щей менее интанснвной спадающей тепловой^ разогретой поверхности. Показано, что длительность тепловой эмиссии может достигать 1СГ3 с. Проведены прямыз измерения тока увлечения электронов поглощаемыми в ЛП фотонами. Показана возможность влияния эффекта увлечения на генерация) быстрых электронов в ЛП и на возникновение красной сдвижки в спектре рассеянного лазерного излучения. Показана возможность управления разлетом лазерной плазмы путем эффективной фокусировки плазменного потока, формирующегося при разлете ЛП с помощью магнитной линз и. Сделан зызод о перспективности применения лазерной плазмы в качестве источника атомов исследуемых образцов в флуоресцентной спектрометре. Показано, что оптимальное сочетание аналитических характеристик спектрометра достигается при использовании временной части атомного пучка, соответ-стэузк^зй спаду рекоибинацаонного пика зклсски.

4. На основе информации, получзкной при исеяедорагеш лазерной плазмы, созданы макетный и опытна! образцы лазерных етсшо-флуоресцентшк спэитрсмстрсз (Л'¿С} с лоссрпыгл методом формирования пучка атомов исследуемых образцов. Опытный образец ЯМС передан предприятият-заказслку и внедрен- с цельзз использования его для решения задач этого предприятия. Проведены метрологические исследования параметров спегстрснз'гра я показано, чго спектрометр является выоокоцувствлтальиш прибором (предел обнаружения до 10~® %), обеспечивающим локальный практически нераэрушакзщий контроль при исследовании примесей в особочистых материалах.

5. Методом селективной лазерной ионизации изучены параметры атомных пучков, формирующихся при ионном распылении.

Проведено сравнение особенностей распыления твердых тел лазерным излучением и ионным пучком и подтверждено, что при разработке спектрометра для послойного анализа более перспективно применение ионного распыления. Показано, что сочетание ионного распыления и селективной лазерной ионизации обеспечивает возможность разработки спектрометра для высокочувствительного локаль-„ ного исследования поверхности твердых тел --лазерного атоыно-ионизацнонного спектрометра (ЛАИС). Создан макетный образец ЛЛИС. Проведены метрологические исследования спектрометра и показано, что ЛАИС обеспечивает возможность получения предела обнаружения примесей до 10"^.

На основании вышеизложенного можно заключить, что представленный в диссертационной работе коылпекс исследований физических особенностей точечных источников заряженных и нейтральных частиц, их обобщение н создание на этой основе лазерных спектрометров для локального анализа позволяют квалифицировать характер основных результатов диссертации как научно обоснованное техническое решение, внедрение которого вносит значительный вклад в ускорение научно-технического прогресса.

Апробация работы. Результаты, приведенные в диссертации, докладывались на семинарах следующих организаций: ФИ АН, ИОФАН, ИАЭ, ИФЗ, ОИЯИ, ИСАН, МШИ, ИФАН УССР, а также на 17 Всесоюзных, отраслевых и I Международной конференциях (12 Европейская конференция по взаимодействию лазерного излучения с веществом, Москва, 1978г.), в том числе, автором был сделан доклад на пленарном заседании У1 Всесоюзного симпозиума по эмиссионной электронике (г.Рязань, 1986г.).

Публикации. По теме диссертации в печати опубликовано 32 статьи: ЮТФ и Письма в НЭТФ - 5, ЖТФ и Письма в ЖМ - б, Физика плазмы - 3, ВДС - 2, КАХ - I, Поверхность - I, авторские свидетельства на изобретения - 6, депонированные

статьи в ВИНИТИ - 2, Обзор по электронной технике - I, Электронная промышленность - 5.

Объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав и заключения. Диссертация содержит 231 страницу, включает 57 рисунков и список литературных ссылок из 212 наименований.

Содержание работы

Первая глава диссертации посвящена описанию эмиссионных характеристик точечных источников и принципиальных возможностей их применения в аналитических спектрометрах. Показано,что все три рассматриваемых источника являются интенсивными эмиттерами заряженных и нейтральных частиц. Приведены результаты краткого обобщения литературных дадаых по лазерной плазме (ЛП), плазменным точкам СИТ) и ионному распылению, опубликованных к

середине семидесятых- началу восьмидесятых годов, когда была начата данная работа. Основное внимание уделено процессам эмиссии нейтральных и заряженных частиц, использование которых наиболее перспективно при создании высокочувствительных лазерных спектрометров.

Эмиссия ионов. Данное явление достаточно подробно исследовано для ЛП и ионного распыления и-не было исследовало для ПТ. Не проведено, соответственно, обобщение результатов исследования эмиссии из ЛП и ПТ, хотя очевидно, что в силу близости параметров плазменных сгустков для процессов ионизации и рекомбинации доллсны наблюдаться общие закономерности.

Эмиссия атомов. Подробное исследопзнио данного явления представляет интерес в случае ЛП и ионного

распыления, т.к. именно в этих случаях эмиссия атомов несет значительную информацию о процессах, происходящих в источника ц, крои« того, -имеются возможности практического применения. Однако, в силу экспериментальных трудностей эмиссия атомов из ЛП ц при ионном распылении изучена в значительно меньшей сте-. пени, чем эмиссия ионов. Не изучены времешша характеристики эмиссии атомов из ЛП.

Генерация электронных пучков. Экспериментально данное явление обнаружено и подробно исследовало в ЛП и ПТ, однако необходимо исследование механизмов генерации быстрых электронов, т.к. природа их возникновения до настоящего времени окончательно не яона.

Изложенный в первей главе диссертации материал показывает огромные возможности развития работ по применению точечных источников как в области современной технологии, так и при разработке аналитических спектрометров для локального анализа. Все три рассматриваемые в настоящей работо типа источников уже нашли широкое применение в технологических работах, например, в области рентгенолитографии и. напыления тонких пленок, не не менее богатые возможности имеются в области применения точечных источников при создании аналитических спектрометров. Так, по-видомсыу, все три типа источников могут применяться в эмиссионных спектрометрах, а для лазерной плазмы серийные образцы таких спектрометров уде существуют. Однако, по мнению автора, наибольший.интерео представляет применение рассматриваемых источников как именно точечных источников заряженных н нейтральных частиц, что позволяет использовать их в комбинации с ыаее-спектреметричэЬюши ы лазерными спактроокопачоокиии

методами, а это, в свою очяредь, обеспечивает высокую чувствительность получаемого в результате такой комбинации аналитического прибора. Частично такие работы уже выполнены, так, широко известны работы по применению ионного распнлепая и лазерной плазмы в области маае-спектрометрии и соответствующие приборы серийно выпускаются как в СССР, так и за рубежей. Одяакэ, возможности использования эмиссии ионов из плазменных точек к эмиссии атомов из лазерной плазмы и при иэнном распылении изучены значительно слабое частично из-за экспериментальных трудностей, а для плазменных точек из-за того, что эмиссия ионов из этого объекта до работ автора вообще по была изучена. Ваяно отметить, что применение одного из источников не исключает, а скорее дополняет возможности применения другого источника. Так, например, лаззрное распылите целесообразно ПрйМОНЯТЬ В СЛу^ХЗгС кеобхедииости высокочувствительного объеиного анализа, т.к. глубина кратера в обычно используемых для таких целей режимах работы иипульсиого_лазера ~ Ю-'* си. В случае не необходимости послойного исоледо-Е'лая тснкопленачных структур с разрешением по глубина

п

~ 5- 10" си пзсбходако использовать менее разрушающий агетод - иопяоо распыление.

Таюш образом, исходя из материалов перзой главы диссертации прздстаэяяется целесообразные изучение фязичЗаких ' особенностей точечных иаточзшкоз заряяешгах и нейтральных частиц на основе лазерной плазмы, плазменных точзк ц ионного распыления для выявления возиогпости создания на их основа лазерных аналитических спектрометров, что в совокупности и является целью настоящей диссертационной работы.

Вторая.глава диссертации посвящена описанию основных экспериментальных методик, примененных в работе для исследования эмиссии заряженных и нейтральных частиц из лазерной плазмы, плазменных точек и при ионном распылении. Основное внимание уцелено методам времяпролетной масс-спектрометрии, атомной флуоресценции и селективной лазерной ионизации. Разработанные и примененные в работе экспериментальные метолу обеспечили возможность исследования зарядовых, энергетических и временных распределений эмиссионного процесса. Разработан и описан меток калибровки регистрирующей аппаратуры,, основанный на использовании особенностей времяпролетной,масс-спектроыет-рической методики и обеспечивший возможность проведения абсолютны:: измерений интенсивности регистрируемых потоков ионов. Показано", что сочетание времяпролетной методики с методом атомной флуоресценции обеспечивает изучение как энергетических распределений эмиттируемых атомов, так и временных характеристик эмиссии. При исследовании атомных пучков в дальней зоне, когда время эмиссии атомов меньше времени пролета расстояния от источника до зоны регистрации, сочетание метоца атомной флуоресценции с времяпролетным методом обеспечивает возможность изучения энергетических распределений атомов, а исследование атомных пучков в ближней зоне обеспечивает возможность исследования временной картины эмиссионного процесса. Детектирование атомов осуществлялось путем их облучения излучением перестраиваемого лазера и регистрации возбуждаемого при этом флуоресцентного излучения.

Показано, что для регистрации атомов, эмиттируемых при облучении поверхности твердого тела ионным пучком, наиболее приемлем метог; селективной лазерной ионизации, что обусловлено

чрезвычайно низкой плотностью атомов, получаемой при этом, и высокой чувствительностью метода селективной лазерной ионизации.

Третья глава диссертации посвящена исследовании эмиссии заряженных и нейтральных частиц из лазерного и ыикропинчзвого источников. Разрядный контур микропинчевого источ шка был образован высоковольтным конденсатором с подсоединенными к нему накоротко электродами, которые укреплялись в вакуумной камере. Один из электродов имел отверстие для свободного пролета плазмы вдоль оси электродной системы, второй был пулеобразной формы. Величина разрядного тока в момент образования плазменных точек составляла около 100 кА. Основным итогом этой серии экспериментов явилось обнаружение эффективной эмиссии шого-зарядных ионов из плазменных точек. Зарегистрированы ядра углерода F е+16, Си+Г?, Sn+2It

Р& Количество ионов высших зарядностей составляло ТТ I'

10 - 10 частиц за импульс. Энергии ионов достигали 300 кэВ. Сравнение лучших результатов, получанных в лазерном источника ионов,с данными настоящей работы показало, что для элементов с атсглплл весом больше 140 а.е.к. зарядности ионов, получаемые в инкропинчевом источнике, вьше, чем в лазерном источнике. Ваяно отметить возрастание максимальных зарядностей ионов, получаемых из микропинчевого источника, по мере роста атомного веса элемента. Изучение разлета ионов в направлении перпендикулярном оси электродной системы показало, что если энергии разлета ионов алюминия вдоль оси электродов достигают 120 кэВ, то в перпендикулярном направлении - только 25 кэВ. Было обнаружено также, что максимальное количество многозарядных ионов эмиттируется наиболее горячим участком

плазменной струи, расположенным на расстоянии около 2 мм от торца анода.

На основе рассмотрения ряда экспериментальных результатов подтверждено осуществленное влияние, оказываемое на эмиссию ионов как из Ж, так и из ПТ длительности процессов ионизации, рекомбинации и распада плазменных сгустков. Исходя из данных модельных представлений объяснено монотонное возрастание зарядности эниттируемых из ПТ ионов по мере роста атомного веса элементов, содержащихся в плазме. Подчеркнуто значительное влияние, оказываемое на эмиссию ионов, размеров плазменного сгустка.

На основе обобщения экспериментальных результатов по исследованию параметров ПТ показано, что процессом, ответственным за нагрев плазмы в ПТ, является интенсивная раскачка ионно-эвуко-вой турбулентности, о чеы свидетельствует равенство дрейфовой скорости электронов и скорости распространения ионно-звуковых волн. Подчеркнуто влияние многозарядных ионов, облегчающих условие раскачки ионно-эвуковой турбулентности, а также роль геометрического фактора, выражающуюся в данной случае в равенстве рада-уса ПТ ларыоровскому радиусу, описываемому ионом в собственном магнитном поде разрядного тока, протекающего через плазму. Из анализа литературных данных следует, что не менее важное влияние на формирование ПТ оказывает интенсивное радиационное охлаждение , также обусловленное находящимися в плазме МЗИ. Обобщая вышзизлсианное, можно сделать вывод о тон, что микропинчи являются разновидностью линчующихся разрядов, основной особенностью которых является наличие в плазме ЫЗИ, что, облегчает условия раскачки ионно-звуковой турбулентности, способствующей интенсивному нагреву плазмы, а также стимулирует радиационное охлаждение и сжатие плазменного сгустка. Указанные два процесса, по-видимому,

и приводят к формированию ПТ, имеющих уникальные параметры по температура, размерам и плотности.

Показано, что генерирование электронных пучков в ПТ может бьггь обусловлено развитием ионно-звуковой турбулентности, и резким возрастанием при этом электрического сопротивления в зоне перетяжки плазменного столба. Такое изменение параметров разрядной цепи, в свою очередь, должно привести к резкому возрастанию и скинированию электрического поля в зона перетянт. При этом оказывается, что количество электронов в скин слое плазменного столба таково, что для обеспечения этим числом электронов переноса разрядного тока через плазменный сгусток они должны двигаться с релятивистскими скоростям!, т.е. в зоне перетялки плазменного столба должен формироваться трубчатый электронный пучок. Данный вывод подтверждается экспериментальными результатами, известными из литературы. Ваяно отметить, что на скорость движения формирующегося электронного пучка оказывает существенное влияние размер плазменного сгустка: при уменьшении характерного размера скорость движения электронов увеличивается.

Таким образом, результаты, приведенные в третьей главе диссертации, показывают определяющее влияние раскачки ионно-звуковой турбулентности и геометрических факторов на процессы, сопровождающие образование ПТ.

Исследованы возможности управления разлетом лазерной плазмы. Показана возможность замедления разлета сгустка плазмы при пропускании его через область поперечного магнитного поля, содержащую канал с проводящими стенками, а также показана высокая эффективность фокусировки плазменного потока, формирующегося при разлете ЛП, с помощью магнитной линзы.

Описан комплекс экспериментов по исследовании атомной эмиссии из'ЛП. Применена оригинальная экспериментальная методика, основанная на возбуждении флуоресценции атомов перестраиваемы« по длинам волн лазерным излучением, а также на исследовании диффузии излучения в плотном пучке атомов, приводя- • щей к затягиванию сигнала флуоресценции (пленение резонансно- * го излучения). Показано, что параметры получаемого атомного пучка в значительной степени зависит от размера источника и длительности процесса эмиссии атомов. Исследование динамик» эмиссионного процесса показало, что эмиссия атомов может наблюдаться до 10 с, при этом первый пик эмиссии обусловлен рекомбинацией атомов в плотном плазменном сгустке, образующемся при воздействии лазерного излучения на поверхность мишени, а в дальнейшем эмиссия атомов обусловлена испарением непосредственно с разогретой поверхности.

Приведены результаты прямых измерений в ЛП тока увлечения электронов поглощаемыми фотонами. Показана возможность влияния эффекта увлечения на генерацию быстрых электронов в ЛП и эмиссию при этом жесткого рентгеновского излучения, а такжо на возникновение красной едвижкн в спектре рассеянного лазерного излучения. Подчеркнуто, что указанныз процессы зависят от остроты фокусировки лазерного излучения, т.е. от размера сгустка ЛП. Выполнены контрольные эксперименты по исследованию наличия аналогичного эффекта при отражении излучения от металлической поверхности.

С практической точки зрения, наиболее важным результатом третьей главы диссертации, относящимся к ПТ, являетоя обнаружите эмиссии пучков многозарядных ионов. Перечислим ос-liomive результаты этой серии экспериментов:

- зарегистрированы многозарядные тяжелые ионы с 2=25;

- обнаружено монотонное возрастание максимальной за-рядаости змиттируеньк ионов по мере роста атомного веса элементов, содержащихся в плазме;

- показано, что энергия разлета ионов достигает 300 кэВ, при полуширине функции распределения соизмеримой с величиной средней энергии ионов;

- показано, что основное количество ионов испускается участком межэлектродного пространства, примыкающим к пулеобраз-нсму электроду и имеющим протпжегаюсть 2-3 мм, т.е. именно тем участком, в котором образуются ПТ. Достаточно очевидного большой энергетический и зарядовый разброс зыиттируемык из

ПТ ионов значительно снижает возмо;шооть эффективного применения данного явления при разработка аналитических спектромзт-ров, т.е. применение ио:шых пучков, эииттируеми: из ПТ, при создании аналитических спектрометров следует считать малопор-спективным. Однако, необходимо отметить, що возможны другие применения тглсих ионных пучков. Они могут применяться в ускорительной техника или в технологнче с кпх процесса:!, пекоториз из которых не требуют ыоноэнзргетичности применяемых пучков • частиц. Мояно предположить, например, что такие ионные пучки могут быть успешно применены для имплантации ионов-без дополнительного их ускорения. Однако, подробное рассмотрение возможностей технологических применений плазменных точек выходит за рамки настоящей работы.

Рассмотрение научных результатов, описанных в настоящей главе диссертации и относящзгсся к ЛП, показывает, что, в принципе, прикладное значение могут иметь и новая информация о атомной эмиссии из лазерной плазмы и возможность эффективной

фокусировки разлетающейся лазерной плазмы с помощью магнитной линзы и эффект увлечения, приводящий к генерированию быстрых электронов и возникновению красной сдвижки в спектре рассеянного плазмой излучения. Так, например, дополнительная фокусировка разлетающейся лазерной плазмы может бьггь применена в лазерных масс-спектрометрах для повышения эффективности использования испаренного лазерным импульсом вещества исследуемого образца, а возможность возникновения быстрых электронов и красной сдвижки в спектре рассеянного излучения за счет эффзкта увлечения, по-видимому, следует учитывать в лазерных эмиссионных спектрометрах.

Однако, с практической точки зрения, наиболее важными результатами третьей главы диссертации представляются результаты, полученные при исследовании атомных пучков, формирующихся при разлете лазерной плазмы, т.к. атомы, содержащиеся в продуктах разлета лазерной плазмы непосредственно несут информацию о элементном составе облучаемого участка исследуемого образца, одо позволяет использовать этот эффект для создания аналитического прибора. Результаты, полученные при исследовании эмиссии атомов из лазерной плазмы позволяют сделать вывод, что регистрацию эмиттируемых атомов при разработке аналитического прибора на основе данного эффекта следует осуществлять методом атомной флуоресценции, а не, например, методом, селективной лазерной ионизации, т.к. метод атомной флуоресценции не чувствителен к присутствию в пучке сравнительно большого количества заряженных частиц. Кроме того, дал аналитических целей наиболее приемлемым, по-видимому, является использование временной части атомного пучка, соответствующей спаду рекомбинационного пика эмиссии атомов, т.к.

с одной стороны рекомбинационный пик в отличие от теплового соответствует наиболее высокотемпературной стадии процесса испарения и значит состав атомного пучка на этой стадии испарения в большей степени будет соответствовать составу образца, а с другой стороны к моменту спада рекомбинационного пика эмиссии фоновое излучение пучка достаточно значительно снижается, обеспечивая рост соотношения сигнал-шум.

Такиы образом полученной информации о параметрах атомных пучков, формирующихся при разлете лазерной плазмы достаточно для разработки лазерного атомно-флуоресцент-ного спектрометра, выбора режима работы лазера-испарителя, расчета ожидаемого предела обнаружения спектрометра, выбора оптимальной задержки между импульсами лазера-испарителя и перестраиваемого лазера, что подтверждено в четвертой главе диссертации.

В четвертой главе диссертации описаны конструктивнда особенности опытного образца лазерного атомно-флуоресцентного

о

спектрометра (ЛАФС - УАП - 10"°- 009) с лазерной атомизацией вещества исследуемого материала, разработанного при учете ин-форыации о параметрах атомных пучков, формирующихся при воз- <■• действии на поверхность твердого тела сфокусированного лазерного излучения. Приведены основные технические характеристики ЛАФС, результаты экспериментальных исследований пределов обнаружения ЛМС, а также результаты экспериментов по изучению возможности количественных измерений концентраций примесей с помощью ЛМС.

Пионерские работы по созданию ЛАФС были выполнены в ИС АН СССР. Однако, в этих работах применялся, как правило,

электротермический метод атомнзацш. Лазерный метод атоми-зацин с целью создания промышленного лазерного атомно-флуо-расцентного спектрометра впервые использован в настоящей работе.

Спектрометр работает следующим образом. Излучение ла-.эера-испарителя с помощью линзы фокусируется на поверхность анализируемого материала, находящегося в вакуумной шмере. В качестве лазера-испарителя использовался импульсный твердотельный лазер ЛШ1Ч-6. С помощью диафрагм из испаренного разлетающегося вещества выделяется направленный пучок змиттн-рованных частиц. В качестве источника резонансного излучения, возбуждающего флуоресценцию испаренных атомов, использовался импульсный перестраиваемый лазер на растворах органических красителей ЛЖИ-507. Возбуждение генерации лазера на гасителях осуществлялось азотным лазером АЛ-202. Информативное флуоресцентное излучение пропускалось через монохроматор для снижения уровня оптических шумов. Излучение, прошедшее через монохроматор, регистрировалось с помощью &ЭУ и последующей радиотехнической аппаратуры. Ызжду ФЭУ и монохроматороы размещался автоматизированный оптический аттенюатор, обеспечивающий согласование диапазона изменения оптических сигналов и динамического диапазона $ЭУ с регистрирующей аппаратурой. Выбор оптимальной временной задержки между моментами генерации лазера-испарителя и перестраиваемого лазера осуществлялся с помощью блока синхрошиации. Это обеспечивало возможность облучения сформировавшегося атомного пучка в те моменты времзни, когда плотность его в зоне регистрации достаточно велика, а с другой стороны, наиболее быстрые и возбужденные частицы, ответственные за фоновое излучеш1е атомного пуч-

ка, уже покинули зону регистрации. Расстояние от поверхности исследуемого образца до зоны регистрации составляло около 2 см.

Величина плотности мощности испаряющего лазерного иэлу-

В 9 —2

чэния поддерживалась на уровне 10 - 10 Вт-см , что обеспечивало: достаточную плотность атомного пучка, определяющую амплитуду флуоресцентного сигнала; относительно малое количество образующихся ионов; относительно малую величину фонового излучения атомного пучка, определяющего уровень шумов; минимальное влияние бркзгового эффекта.

Спектрометр состоит из: лазерной системы; блока вакуумного; агрегата откачного; устройства сканирования исследуемого образца; устройства.согласующего 5ЗУ и блок регистрации; блока управления; блока регистрации и обработки информации; блока синхронизации; монохроматора.

Были выполнены исследования пределов обнаружения ЯМС по , , , содержащихся в олове, и , содержащемуся в галлии. В качестве образцов сравнения были использовали олово марки 0ВЧ-000 класса Б-5 с гарантированный содержанием /ли Z• Ю"6 % ат., Ш 4» Ю"6 % ат., приго-товлошюе методом зонной плавки, н образец (гя ТУ 48-4-350-75 с гарантированна содержанием ЙВ 2' Ю"5 % ат. Следует отметить, что для исключения возможности выхода М на поверхность с образованием оксидной пленки и обеспечения более высокой однородности распределения примесей подвешешпй в электромагнитном индукторе образец галлия подвергался отжигу. При этом наведенные в образца токи осуществляют нагрев и расплавление образца. РасплавленниИ образец удерживается во взвешенном состоянии силами электромагнитного взаимодействия поля

индуктора и наведенными в образце вихревыми токами, происходит также интенсивное перемешивание материала образца, обеспечивавшее его высокую однородность. Дополнительно состав образцов сравнения контролировался химико-атомно-змиссионньм методом.

Предел обнаружения определялся по содержанию примеси в контрольном образце (Ск) и отношению сигнал-шум. За величину сигнала ( WK ) принималось среднее значение сигналов за серию измерений за вычетом систематической погрешности. Уровень шума, определяющий минимальную величину обнаружимого сигнала, измерялся по флуктуациям фона ( G ). Расчетная формула для определения предела обнаружения в соответствии с критерием

_ з

3 Ь имела вид Спп =» С„ . Выполненные эксперименты и "Р к WK

обработка их результатов дали следующие значения пределов обнаружения по перечисленным элементам: м в (га -2• 10"' % ат., G"«- в Sn. -2- Ю~9?5ат.# lit в Sn -2- 10"® % ат., Mi в Sft - 6- Ю-7 % ат.

Кроме экспериментов по определению пределов обнаружения ЛАФС в четвертой главе диссертации описаны эксперименты по исследованию возможности количественных измерений концентрации ммкропримесей с помощью этого спектрометра. С этой целью была изучена возможность построения градуировочного графика для ЛАФС, т.е. зависимости величины флуоресцентного сигнала от концентрации примеси в исследуемом образце. Основной трудностью проведения указанных исследований является необходимость приготовления калибровочных образцов с фиксированным содержанием примеси в возможно более широком диапазоне концентраций. В настоящей работе для исследования градуировочной зависимости

ЛМ>С были изготовлены образцы сравнения на основе I п, с примесью (га. . В качестве исходных материалов были выбраны: 1п. (ГОСТ 10297-75) с содержанием '¿- Ю"5 % и С-а. марки 99,9999 (ТУ 48-4-350-84). £<2 и /л были выбрани для приготовления стандартных образцов в связи с их неограниченной взаимной растворимостью. Сплавление и Тп осуществлялось в высокочастотном индукторе, что обеспечивало высокую однородность распределения вносимой примеси за счет интенсивного перемешивания в высокочастотном поле. Процесс прсизво-

с

дился в атмосфере аргона при давлении 10 Па, что обеспечивало минимальное испарение вещества образца и исключает образование окисных пленок. Методом последовательных разбавлений были приготовлены образцы 1п с содержанием (га. от 10"^ до 10""* %.'. Используя приготовленные стандартные образцы с помощью ЛАФС были проведены измерения соответствующих сигналов флуоресценции. Подученные экспериментальные результаты свидетельствуют, что в билогарифмическоы масштабе градуировоч-ная зависимость линейна. Таким образом последний эксперимент свидетельствует о принципиальной возможности использования ЛА2С с лазерной атомизацией для количественных измерений концентраций исследуемых примесей.

Описанный в четвертой глава диссертации опытный образец спектрометра быв передан предприятию-заказчику и успешно внедрен о целью использования его для решения задач этого предприятия.

Пятая глава диссертации посвящена исследованию эмиссии атомов при ионной распылении поверхности твердого тела, а такое изучению возможности создания лазерного спектрометра с источником атомного пучка на основа ионного распыления.

Как отмечалось вше, эмиссия ионов при облучении поверхности ионным пучком в настоящее время изучена достаточно подробно. Значительно меньше данных имеется о параметрах эмиссии атомов. Исследование эмиссии атомов при ионном распылении валено и с практической точки зрения, т.к. сочетание метода распыления поверхности ионным пучком, обладающего высоким разрешением по глубине исследуемого образца (3-5 нм) и методов лазерной спектроскопии позволяет создать устройство для элементного анализа поверхности твердых тел.

Эксперименты по исследованию эмиссии атомов при ионном распылении выполнены следующим образом. Пучок ионов аргона, генерируемый ионной пушкой, фокусировался на поверхность образца поликристаллического индия. Атомный пучок, вьщеленный диафрагмой и очищенный от заряженных частиц фильтром ионов в ыежэлектродном пространстве, облучался лазерным излучением. Излучение лазера на красителе с А = 607,9 нм пооле удвоения в кристалле ВДР преобразовывалось в излучение с А1 = 303,9 нм. Это излучение возбуждало распыленные атомы индия, а излучение лазера ¡га парах меди с = 578,2 шл ионизовьь вало возбужденные атомы. Образоваиямеся фотоионы регистрировались с помощью умножителя ВЭУ-6. Исследоваше зависимости величины тока фотоионов от тока ионной пушки в диапазоне (О - 0,3) ыкЛ показало, что изучаемая завис!Шость линейна. Используя результаты измерения тока фотоионов, а также ряд известных параметров экспериментальной установки,выполнена оценка коэффициента распыления атомов. Получено значение К I. Выполнен эксперимент по оценке средней энергии распыленных атомов индия при энергии распыляющих ионов 5 кэВ. Показано, что средняя энергия разлета распыленных атомов индия не превышает I эВ.

Получзниая информация о параметрах атомных пучков, формирующихся при Ионном распылении, может быть использовала в качзстве исходной при рассмотрении возможности создания лазерного атомно-ионизационного спектрометра (ЛАИС). Интерес к данному типу спектрометра обусловлен возможностью обеспечения высокочувствительного послойного анализа тонких пленок.Нанбо-лее широко известный и чувствительный способ послойного анализа тонких пленок - метод вторичной ионной масс-спектромзтрпи-характеризуется высоким разрешением по глубине образца, но имеет существенный недостаток - сильную зависимость выхода вторичных ионов от материала образца и состояния поверхности. Нейтральный компонент, появляющийся при распылении образцов ионным пучком, в значительно меньшей степени подтвержден влияния последних факторов. Поэтому представляет интерес анализ нейтрального компонента продуктов распыления с высокой чувствительностью и селективностью, который может быть проведен , методом селективной многоступенчатой лазерной ионизация атомов.

Лазерный атомно-иошгаациогашй спектрометр (ЛАИС) работает следующим образом. Исследуемый образец распилпзтсп ионной пушкой, поток распыленного вещества фильтруется с помощью системы подавления рассеянных и вторичных ионов. Полученный атомный пучок попадает в пространство между вытягивающими электродам! - под воздействие излучений импульсных лазеров. Излучение лазера на красителе с длиной волны настраива-

ется в резонанс с-линией поглощения атомов определяемого элемента, в результате чего происходит их возбуждение. Иэлучзшю второй ступени с длиной волны ионизует возбужденные

атомы. Это излучение создается азотным лазером и используется также для накачки лазера на красителях.

Разработанный спектрометр включает в себя: азотный лазер; перестраиваемый лазер; вакуумную камеру; ионную пушку; сканер с держателем исследуемого образца; систему заг-груэки исследуемых образцов; агрегат предварительной откачки, а также аппаратуру питания и регистрации.

В пятой главе диссертации приведены также оценочные расчеты параметров разработанного лазерного атомно-ионизаци-онного спектрометра. С использованием изготовленных и описанных выше стандартных образцов 1п с примесью && выполнены эксперименты по определению предела обнаружения ЛАИС. Экспериментально достигнутое значение предела обнаружения ~ Ю"5 % ат.

На основе проведенных в пятой главе диссертации исследований сделан вывод о перспективности использования ис- -точкика атомного пучка на основе ионного распыления при создании лазерного атомно-ионизационного спектрометра, предназ-начэкного для послойного высокочувствительного анализа микропримесей в поверхностных сдоях твердых тел.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Перечислим и кратко обобщим основные результаты, подученные и изложенные в настоящей диссертационной работе.

1. На основе анализа литературных данных показано, что изучению точечных источников заряженных и нейтральных частиц посвящено большое количество экспериментальных и теоретических работ, однако, некоторые физические явления в точечных источниках изучены недостаточно полно; некоторые явления ранее не исследовались совершенно; многие экспериментальна факты не систематизированы или не объяснены; с^изичзские процессы, происходящие в изучаемых объектах не рассматривались с единых позиций как процессы, происходящие в точечных источниках; некоторые обнаруженные явления на нашли пока практического применения. Сформулирована цель работы: изучение физических особенностей точечных источников заряженных и нейтральных частиц на основе лазерной плазмы, плазменных точек и ионного распадения для выявления возможностей создания на их основе лазерных спектрометров для локального анализа.

2. Для исследования эмиссии атомов н ионов из точечных источников применены наиболее совремзнныэ экспериментальные методы: метод времяпролетной ыасс-спектрометрии; метод атомной флуор^ЦвчДИИ» возбуждаемой излучением перестраиваемых лазеров; метод селективной лазерной ионизации. Показано, что при исследовании атомных пучков в дальней зоне, когда время эмиссии атомов меиьшо времени пролета расстояния от источника до зоны регистрации ( < ), сочетание метода атомной флуоресценции с времяпролетным методом обеспечивает попмож-иость изучэния энергетических распределений атомов, я иселе-

доваше атомных пучков в ближней зоне ( ^ > ) обеспечивает возможность исследования временной картины эмиссионного процесса. Предложен и реализован метод измерения плотности атомов по затягиванию импульса флуоресценции, обусловленному эффектом пленения резонансного излучения в плотном атомном пучке.

3. Показано, что процессом, ответственным за нагрев плазмы в ПТ, является интенсивная раскачка ионно-звуковой турбулентности, о чем свидетельствует равенство дрейфовой скорости электронов и скорости распространения ионно-звуковых волн. Подчеркнута роль геометрического фактора, выражающегося в данном случае в равенстве радиуса ПТ ларморовскому радиусу, описываемому ионом в собственном магнитном поле разрядного тока, протекающего через плазму.

Обнаружена и исследована эмиссия тяжелых многозарядгагх ионов при распаде ПТ. Обнаружено монотонное возрастание максимальной эарядности зшттируемых ионов по мера роста атомного веса элементов, содержащихся в плазме. Зарегистрированы ионы с % " 25. Энергии разлета ионов достигали 300 кэВ.

Показано, что. резкое изменение параметров разрядной цепи при развитии ионно-звуковой турбулентности в ПТ должно привести к резкому возрастанию и скииированию электрического поля в зоне перетяжки. При этом оказывается, что Количество электронов в скин сдое плазменного столба таково, что для обеспечения этим числом электронов переноса разрядного тока через плазмэшшй сгусток они должны двигаться с релятивистскими скоростями, т.е. в зоне перетяжки плазменного столба должен формироваться трубчатый электронный пучок. Отмечено, что при уменьшении характерного размера плазменного сгустка скорость движения электронов увеличивается.

- 31 -

Сделан вывод, что большой энергетический и зарядовый разброс эмиттируемых из ПТ ионов значительно снижает возможность эффективного применения данного явления при разработке аналитических спектрометров. Т.е. применение ионных пучков, эмиттируемых из ПТ, при создании аналитических спектрометров следует считать малоперспективным. Однако, возможны другие применения эмиттируемых из ПТ ионных пучков, рассмотрение которых выходит за рамки настоящей работы.

4. Показана общность физических процессов, определяющих эмиссию шогозарядовых ионов из ЛП и ПТ: в обоих случаях определяющее влияние оказывает баланс длительностей процессов ионизации, рекомбинации и распада плазменных сгустков. На этой основе объяснено монотонное возрастание максимальной заряд-ности эмиттируемых ионов по мэре роста атомного веса элементов, содержащихся в плазме ПТ.

Показана возможность управления разлетом лазерной плаз-ш путем замедления разлета сгустка плазмы при пропускании его через область поперечного магнитного поля, содержащую канал о проводящими стенками, а также путем эффективной фокусировки плазменного потока, формирующегося при разлета ЛП, с помощью магнитной линзы.

Изучены особенности эмиссии атомов из ЛП. Показано,что параметры получаемого таюш способом атомного пучка в значительной степени зависят размера источника ц длительности процесса эмиссии атомов. Показано, что эмиссия атомов может на-блодаться до 10 с поело облучения поверхности шотульсом излучения лазера с модулированной добротностью. При этом,первый пик эмиссии обусловлен рэкомбинацией атомов в плотном плазменном сгустка, образующемся при воздействии лазерного из-лучэкия на поверхность мишени, а в дальнейшем эмиссия атомов

обусловлена испарение:: непосредственно с разогретой поверхности.

Проведены прямые намерения то!са увлечения электронов поглощаемыми в ЛП фотонами. Показана возможность влияния эффекта увлечения на генерация быстрых электронов а ЛП и эмис-. ска при этом ¡меткого рентгеновского излучешш, а также на возникновение краской сдвижка в спектре рассеянного лазерного излучения. Подчеркнуто, что эти процессы зависят от остроты фокусировки лазерного излучения, т.е. от размера сгустка ЛП. Выполнены контрольные эксперименты по исследовании наличия аналогичного эффекта при отражении излучения от металлической поверхности.

5. Информация, полученная при исследовании атомных пучков, формирующихся при разлете сгустка лазерной плазмы, показала принципиальную возможность создания лазерного атомно-флуоресцентного спектрометра с источником вещества исследуемого образца на основе ЛП. Создан и внедрен опытный образец ЛШС. Проведены метрологические исследования параметров спектрометра. Показано, что спектрометр является высокочувствительным прибором (предел обнаружения до %), обеспечивавшим практически неразрушаищий контроль при исследовании примесей в оообочастых материалах. Спектрометр может бнгь использовал для послойного исследования твердых образцов с разрешение« по глубина ^ 10"^ см. Разрешение спектрометра по поверхности определяется характерней размерами источника атомного пучка, т.е. в денном случае, остротой фокусировки лазерного излучения ка поверхность исследуемых образцов.

6. Применение метода селективной лазерной ионизации обьспечило возможность исследования эмиссии атомов при облучении поверхности сфокусированным конным пучком. На примере

- ob -

расгшления поликристаллического индия показано, что ццент распыления ионный пучком монотонно растет при увеличении энергии ионов и при энергии около 5 кзВ достигав? снпчэ-ния I, а средняя энергия эмиттироЕанных атомов при этом составляет около 1 эВ. Полученная информация о параметрах эмиссии атомов при ионном распылении была использована при разработке экспериментального образца лазерного атомно-ионизацпонного спектрометра (ЛАИС). Показано, что при проведении послойного анализа ЛАИС обеспечивает пршщклпальнуп возможность получения предела обнаружения прныеее:; до при разрешении по глубине 5 ни. Показано, что существенное влияние на параметры спектрометра (разрешение по поверхности, скорость спшения) оказывает характерный размер источника атомного пучка, определяющийся в данном случае диаметром пятна фокусировки ионного пучка. На основании сравнения особенностей лазерного распыления н ионного распыления сделен вывод о целесообразности применения ЛАФС для высокочувствительного слаборазрушающего объемного анализа, а ЛАИС для послойного исследования поверхностных слоев твердых тел. Обобщающим итогом реализации научных результатов работы явилась разработка естоматизированного лазерного атомно-флуоресценшого спектрометра .

Основные результаты работы представлены в следующих публикацияхs

1. Козырев Д.П., Лагода В.Б., Шерозия Г.А. Вторичная электронная эмиссия при бомбардировке поверхности шюгозаряднши юнами. - Тезисы докладов X Совещания по Проблемам применения пучков заряяенных частиц для изучения состава и свойств вещества. 1979, М., ИГУ, с.155.

2. ЕшговскиЙ D.A., Козырев Ю.П., Лагода В.В., Суслов А.И., Шерозия Г.А. Влияние вторичной электронной эмиссии на

эффективность регистрации ионов, нспускаеьшх лазерной плазмой. - НТФ, 1979, т.49, № II, с. 2438- 2440.

3. Козлитин В.П,, Шерозия Г.А. Масс-спектрометрический способ анализа твердых тел. - Авторское свидетельство № II05962.

4. Денисов А.Г., Закурдаев И.В., Черняк Е.Я., Шзрозия Г.А. Перспективы использования оптических методов анализа в технологических процессах. - Электронная промышленность, 1982, № I0-II (116—117), с.75- 78.

5. Денисов А.Г., Закурдаев И.В., Чэрнобродов Е.Г.,Шерозия Г.А. Лазерная спектроскопия - метод диагностики атомной эмиссии с поверхности. - Тезисы докладов XIX Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике, Ташкент, 1984г, секции 1У, У1, с. 48.

6. Закурдаев И.В., Шерозия Г.А. Применение лазерной спектроскопии для диагностики поверхности твердых тел. - Тезисы докладов У1 Всесоюзного симпозиума по Вторично-электронной, фотоэлектронной эмиссии и спектроскопии поверхности твердого тела, Рязань, 1986, с. 67 - 68.

7. Чернобродов Е.Г., Шерозия Г.А. Применение методов лазерной спектроскопии для создания высокочувствительных аналитических приборов. - Обзоры по электронной технике, М,, ЦНИИ "Электроника", 1988, серия 7, выпуск 3 (1337), 64 с.

8. Быковский D.A., Лагода В.В., Шерозия Г.А. Пространственное распределение ионнсй эмиссии из ыалоиндуктивного разряда, инициируемого лазером. - ЖТФ, 1980, т.59, К> 6, с. 1357 -1358.

9. Быковский Ю.А., Шерозия Г.А. Многозарядные ионы плазменных точек.-Юта, 1982, т.83, № 2 (8), с.554 - 553.

- 35 -

10. Быковский Ю.А., Суслов А.И., Шарков Б.Ю., Шероэия Г.А. Лазерно-раэрядный источник многозарядных: ионов. -Тезисы докладов П Всесоюзной конфер-знции по плазмсниш ускорителям и ионным инжекторам, М., 1978, ВНГИ центр,

с.199 - 200.

11. Быковский Ю.А., Лагода В.Б., Шарков Б.Ю., Шерозия Г.А. Изучение лазерной плазмы, подвергшейся воздействию сильноточного разряда. - Тезисы докладов У Всесоюзной конференции по физика низкотемпературной плазмы, 1979, lüieo, ИЛИ АН УССР, с. 123 - 124.

12. Быковский Ю.А., Лагода В.В., Шерозия Г.А. Попупение тяжелых ионов с 2 >20. - Письма в ЖЭТЗ, 1979, т.ЗО, № В, о. 489 -491.

13. Быковский Ю.А., Лагода В.Б., Шерозия Г.А. Ионная змиссия из плазменного диода с лазерным инициированием разряда. -Статья дэп. в ВИНИТИ № 2194 - 79 (19 июня 1979г), Ы., ЮЙИ, 1979, 26 о.

14. Быковский D.A., Лагода В.Б., Шерозия Г.А. Влияние условий пробоя межэлзктродного зазора плазменного диода на образование многозарядних ионов. - Статья деп. в ВИНИТИ № 2195 -79, Н., 12ВИ, 1979 , 23 с.

15. Быковский D.A., Лагодя В.Б., Шерозия Г.А. Особенности нагрева плазмы, содержащей многозаряднш ионы, в Z -пинча,-Письма в ШЭТ£, 1980, т.31, № 5, с. 265 - 268.

16. Шерозия Г.А. Влияние аномального скин эффекта на генерацию быстрых электронов в % -пинчах. - Письма в ЖЭК6, 1981, т.34, № II, с.564 - 567.

17. Быковский Ю.А., Сильное С.М., Шарков Б.Ю., Шерозия Г.А. Повышенна зарядности ионов в лазерном инжекторе. - Тезисы докладов Ш Всесоюзной конференции по плазменным ускорителям, Минск, 1976 г.

18. Быковский S.A., Сильное С.Н., Шарков Б.Ю., Шврозия Г.А. Эмиссия многозарядных ионов из лазерной плрэмы. - Тезисы доводов ХУ1 Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике, Махачкала, 1976г» т.З, с. 79- 80.

19. Быковский D.A., Сильно» С.М., Парков Б.В., Шувалов C.U., Шерозия Г.А. Влияние начального размера лазерной плазмы на процессы ионизации и рекомбинации. - Физика плазмы, 1976, т.2, с. 248 - 253.

20. Быковский Ю.А.» Козырев В.П., Суслов АЛ., Шярков Б.В)., Верозия Г.А. Эмиссия ионов при воздействии излучения COg лазера на твердые мишени. - Тезисы докладов SKI Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике, 1979, Ленингред.

21. Быковский Ю.А., Сильно? С.М.. Суслов А.й., Изрозия Г.А. Экспериментальное изучение пропуктов разлета лазерной плазмы. - Тезисы докладов ХП Европейской конференции по взаимодействие лазерного нзйучешш с веществом, 1978, М.7 ВНГИ центр, с. 138.

22. Быковский D.A., Снльнов С.М., Шарков Б.Ю. у Шувалов С .И., Шерозия Г.А. Лазерная плазма двухкомпонентных смесей. -Шизика плазмы, 1977, т.З, с. 1153- II5&.

23. Быковский S.A., Козырев Ю-.П.,, Суслов A.IL, Шарков Н.0., мерозия Г.А. Эффективный источник многозардцных конов ка основе СОо лазера. - Тезясы докладов Б' Всесоюзной конференции по плазменным ускорителям и ионным инжекторам, У., 1978, ВНГИ центр» с. 197 - 198.

24. Сильнов С.М., Суслов А.й., Шарков Б.Ю., Шерозия Г.А, Особенности поглощения плазмой излучешш неодимового и СОо лазеров в источнике ионов. - Тезисы докладов 1У Всесоюзного совещания по перезонансному взаимодействию оптического излучвния с веществом, Ленинград, 1978.

25. Быковский D.A., Козырев Ю.П., Суслов А.И., Шаркоа D.D., Шерозия Г.А. Эмиссия многозарядных ионов из плазмы, образованной излучением 00^ лазера. - Письма в 13!ГФ, 1979, т.5, № I, с. 46 - 50.

26. Ананьин О.Б., Быковский Ю.А., Козырев Ю.П., Канцырав В.Д.} Суслов А.И., Цыбин A.C., Марков Б.Ю., Козловмсмй К.Н., Шерозия Г.А. Лазерные источники ионов. - Тезисы докладов ХП Европейской конференции по взаимодействию лазерного излучения с веществом, M., 1970, ВИТИ центр, с. 220.

27. Черняк Е.Я., Шерозия Г.А. Устройство для нанесения тонких пленок в вакууме. - Авторское свидетельство У 906I9I.

28. Быковский Ю.А., Сильное С.М., Шерозия Г.А. Влияние поперечного магнитного почя на разлет лазерной плазмы. - Физика плазмы, 1986, т.12, № 2, с. 237 - 242.

29. Стрельников Д.В., Шзрозия Г.А. Исследование возможности фокусировки разлетающейся лазерной плазмы с помощью магнитной линзы - ara, 1989, т. 53 , № II , с. 94 "9G .

30. Комиссаров В.И., Половодов В.А., Шерозия Г.А. Фокусировка лазерной плазмы с помощью магнитных линз. - Тезисы докладов конференции "Аналитическое приборостроение для микроэлектрощит", U., ЦНИИ "Электроника',' 1965, серия 7, выпуск 4 (244), с. 36.

31. Закурдаев И.В., Чэрнобродов Е.Г., Шерозия Г.А. Измерешю плотности импульсного атомного пучга методом ятошо-флуо-ресцентной спектроскопии. - НПС, 1988, т.49, № 2, с. 201 -205.

32. Закурдаев И.В., Чэрнобродов Е.Г., Шерозия Г.А. Применение' птомно-флуоресцентной спектроскопии для исследования эмиссии атомов о поверхности, облученной лазерным импульсом.

- НПО, 1988, т. 49, I? 4, с. 553 - 558.

33. Зэкурдазв И.В., Чернобродов Е.Г., Шерозия Г.Л. Исследование динамики эмиссии ятомов с поверхности, облученной импульсом лазера - Поверхность, 1989, № 5, с. 85- 88.

34. Закурдаев И.В., Чернобродов Е.Г., Шерозия Г.А. Исследование эмиссии атомов с поверхности при воздействии на нее лазерного излучения. - Тезисы докладов XIX Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике, Ташкент, 1981, секция 1У, У1, ! с. 3.

35. Закурдаев И.В., Чернобродов Е.Г., Шерозия Г.А. Исследование эмиссии нейтралей с поверхности, облученной лазерным импульсом. - Тезисы докладов XX Всесоюзной конференции по эмиссионной электронике, Киев, 1987, т.1, с. 46.

36. Шерозия Г.А. Влияние давления света на некоторые эффекты

в лазерной плазме, - Письма в ЖТ5, 1988, т. 14, № 3, с.1183 -1187.

37. Шерозия Г.А. Регистрация поверхностного тока при отражении света от дифракционной решетки. - Письма в ЮТФ, 1987, т.45, р 7, с. 332 - 335.

38. Горбунов C.B., Постовский И.В., Шерозия Г.А. Детектор лазерного излучения - Положительное решение по заявка на изобретение Jp 4194110/24-25 от 20.01.89г.; ав.св.№1554692,

39. Закурдаев И.В., Чернобродов Е.Г., Черняк Е.Я., Шерозия Г.А. Лазерный атомно-флуоресцентный спектрометр. - Электронная промышленность, 1982, J? I0-II (II6-II7), с. 81- 83.

40. Горбунов C.B., Паршин Г.Д., Чернобродов Е.Г,, Шерозия Г.А. Лазерный атомно-флуоресцентный спектрометр с лазерным отбором пробы для спектрального анализа. - Электронная про-мышлонность, 1987, т.5 (163), с. 39 - 40.

41. Чернобродов Е.Г., Шерозия Г.А. Исследование пределов обнаружения лазерного атомно-флуоресцентного спектрометра (JIAiC)

о лазернш методом отбора пробы. - ÄÄX, 1987, т. X II, - вып. I, с. 48 - 52.

42.3акурдаев И.В., Чэрнобродов Е.Г., Шарозия Г.А. Способ атомно-флуоресцентного анализа тпердьк образцов. - Авторское свидетельство !f 1305580.

43. Каспарян P.M., Чернобродов Е.Г., Шерозия Г.А. Продали обнаружения лазерного атомно-флуоресцентного спектрометра. -Тезисы докладов 7 Всесоюзной конференции "Штоды получения и анализа высокочистых веществ, Горький, 1985, 4П, с. 13 -14.

44.Чернобродов Е.Г., Шерозия Г.А. Создание эталонных образцов для калибровки лазерного атомно-флуоресцентного спектрометра (ЛА5С) с лазерным методом отбора пробы. - Тезисы докладов конференции "Аналитидаское приборостроение для микроэлектроники", М., ЦНИИ "Электроника", 1985, серия 7, выпуск 4(224), с.32.

45.Дзнисов А.Г., Чернобродов Е.Г., Шарозия Г.А. Применение лазерного атомно-флуоресцентного спектрометра для анализа сверхчистых материалов. - Тезисы докладов конференции "Аналитическое приборостроение и фгаические особенности современных технологических процессов производства ПЭТ, Ы., ЩИИ "Электроника", 1983, серия 7, выпуск 3(195), с. 4.

46.Мучник М.Л., Черняк Е.Я., Шерозия Г.А. Устройство для селективной двухступенчатой ионизации атомов. - Авторское свидетельство № I0I7II8.

47.№тловэоров Д.Е., Стрельников Д.В., Шишаков В.А. .Шерозия Г.А., Способ элементного риализа поверхностных слоев твердых: тол -Положительное решение ff 4444323/24-25 от 12.88г. A.C.N45493II.

48.3акурдаев И.В., Суслов А.И., Шерозия Г.А, Лазерный атомно-ионизационный спектрометр. - Электронная промышленность, 1986, т.1, с. 35- ^7.

49. Закурдаев И.В., Миловзоров Д.Е., Цучник М.Л.,Шишлаков В.А., Шерозия Г.А. Лазерный атомно-иониз ационный спектрометр для послойного элементного анализа поверхности. - Электронная промышленность, 1987, т.5 (163), с. 41- 42.

50. Шерозия Г.А., Шишаков В.Д. Лазерный атомно-ионизационный спектрометр. - Тезисы докладов Всесоюзного совещания-семинара молодых ученых "Диагностика поверхности ионными пучками" , Ужгород, 1985, с.57.

61. Закурдаев И.В., Миловзоров Д.Е., Шишаков В.А.,Шерозия Г.А. Исследование нейтрапьной компоненты ионного распыления методом селективной лазерной ионизации. - Тезисы докладов Ж Всесоюзной иочфэренции по эмиссионной электронике, Киев, 1907, т.1, с. 45.

62. Закурдаев И.В., Суслов А.И., Шишлаков В.А., Шерозия Г.А. Исследование атомов, эмиттированныт с порерхности твердого тела методом селективной лазерной ионизации. - Тезисы докладов У1 Всесоюзного симпозиума по Вторично-электронной фотоэчектронной эмиссии и спектроскопии поверхности твердого тела, Рязань, 1986, с. 87.

53, Горбунов C.B., Закурдаев И.В., Цучник И.Л., Суслов А..И., Шишлаков В.А., Шерозия Г.А. Селективная лазерная ионизация атомов, распыленных ионным пучком. - Письма в 5ER6, 1966, т.12, » I, с. 681 - 686.

Ь4. Закурдаев И.В., Миловзоров Д.Е., Шерозия Г.А., Шишлаков В.А. Установка для элементного анализа поверхности методом лазерной ионизации вторичных атомов. - ПТЭ, 1991, с.115--117.