Научная лаборатория высокоинтенсивной имплантации ионов

Приоритетные научные направления деятельности лаборатории связаны с разработкой сильноточных ускорителей ионов, генераторов металлической плазмы и источников ионов на основе вакуумно-дугового разряда, созданием научных основ ионно-лучевого и ионно-плазменного воздействия на поверхность и поверхностные слои
с наноструктурными фазами, с целью направленного изменения их физико-химических и эксплуатационных свойств.

Одно из первых научных направлений лаборатории связано с разработкой сильноточных ионных ускорителей и исследованием воздействия мощных ионных пучков на поверхностные слои различных материалов. В данном направлении решались задачи улучшения адгезии покрытий, полученных из абляционной плазмы и увеличения глубины проникновения имплантируемых элементов в поверхностный слой материалов в условиях периодического воздействия на поверхность мощного ионного пучка. При этом была показана возможность формирования алмазоподобных и кальций-фосфатных покрытий.

В течении всего существования лаборатории коллективом разрабатывались источники пучков ионов и плазмы на основе импульсного и непрерывного вакуумно-дугового разряда, которые в настоящее время эволюционировали в источник импульсно-периодических пучков ионов металлов и плазменных потоков на основе непрерывного вакуумно-дугового разряда «Радуга-5». Он позволяет генерировать в непрерывном режиме поток очищенной от микрокапельной фракции металлической плазмы с концентрацией ионов до (109 –1011) ион/см3 и формировать с частотой до 200 имп/с пучки ионов проводящих материалов, в том числе и композиционных, с энергией ионов до 150 кэВ, с током до 2 А, при длительности импульса ускоряющего напряжения до 400 мкс.

Предложены и разработаны высокоэффективные, электромагнитные плазменные фильтры жалюзийного типа для очистки плазмы вакуумно-дугового разряда от микрокапельной фракции, основанные на сепарации заряженного и нейтрального компонента плазменного потока. Устройства обеспечивают свыше 50% прохождение заряженного компонента плазменного потока при снижении в потоке плазмы микрокапельной фракции в 102 –103 раз.

В настоящее время в лаборатории активно ведутся исследования в области экстремально высокодозовой имплантации ионов высокоинтенсивными пучками ионов металлов, газов и полупроводников. Показана возможность плазменно-иммерсионного формирования высокоинтенсивных импульсно-периодических пучков ионов металлов и газов низкой энергии с плотностью тока в диапазоне от 10-2 до 1 А/см2.

Направления деятельности лаборатории:

• Разработка экспериментального электрофизического оборудования для генерации ионных пучков высокой импульсной и средней мощности.
• Разработка и изготовление технологического оборудования для реализации методов ионно-лучевой
  и ионно-плазменной обработки материалов.
• Исследование физических процессов формирования и транспортировки потоков ускоренных ионов и плазмы.
• Исследование процессов взаимодействия пучков заряженных частиц и плазмы с поверхностью твердого тела.
• Разработка и создание методов и технологий ионно-лучевой и ионно-плазменной модификации свойств материалов.