Modified quadrupole mass analyzer RGA-100 for beam plasma research in forevacuum pressure range

Abstract

The industrial quadrupole RGA-100 residual gas analyzer was modified for the research of electron beam-generated plasma at forevacuum pressure range. The standard ionizer of the RGA-100 was replaced by three electrode extracting unit. We made the optimization of operation parameters in order to provide the maximum values of measured currents of any ion species. The modified analyzer was successfully tested with beam plasma of argon, nitrogen, oxygen, and hydrocarbons.

New possibilities of applying fore-vacuum plasma sources in technological processes of electron-beam treatment of dielectric materials

“…5 -подложка; 6 -плазма и пары материала мишени; 7 -мишень (твердотельный диэлектрик); 8 -тигель из тантала; 9 -коллектор электронного пучка; U k -источник электрического смещения коллектора Одновременно с процессом напыления прово-дился мониторинг масс-зарядового состава пучко-вой плазмы с помощью модифицированного квадру-польного масс-спектрометра RGA-100, функциони-рующего в режиме анализатора масс ионов пучковой плазмы, созданной при давлениях порядка единиц и десятков паскаль [25]. В целях обеспечения возмож-ности мониторинга масс-зарядового состава на кол-лектор электронного пучка дополнительно подавал-ся положительный потенциал U k величиной 30 В. Потенциал плазмы отслеживает потенциал коллек-тора, благодаря чему осаждение покрытия происхо-дит в условиях бомбардировки низкоэнергетичными ионами, что способствует улучшению адгезии.…”

Electron beam deposition of ceramic coatings at fore-vacuum pressure

“…The vacuum within the chamber was maintained by an ISP-500C oil-free scroll vacuum pump. The ion mass-to-charge state composition of the beamplasma was measured using an analyzer made from a modified RGA-100 quadrupole mass spectrometer, the design and operating principles of which are described in detail elsewhere [20,21]. In this work, a positive potential U k of 30 V was applied to the collector of the mass spectrometer.…”

“…The target material was VK-95 alumina ceramic, chosen since other workers have gained experience in e-beam welding and brazing using this material [16]. We have investigated particularly the mass-to-charge composition of the multi-component e-beam produced plasma [18][19][20], and the properties of the coatings obtained. Figure 1 shows a schematic of the experimental setup used in this work.…”

Features of generating beam plasma in isolated metallic hollow in fore-vacuum pressure range

“…Альтернативой вышеупомянутым разрядным системам может быть создание стерилизующей плазмы в диэлектрической полости при инжекции в нее ускоренного до энергий в несколько килоэлек-тронвольт электронного пучка, создающего плазму в результате ионизации газа. Сама возможность полу-чения пучковой плазмы при инжекции пучка в ди-электрическую полость во многом связана с появле-нием и совершенствованием форвакуумных источ-ников электронов с плазменным катодом [3][4][5][6][7][8][9], на-дежно работающих при довольно высоких давлени-ях (порядка единиц и десятков паскаль) даже хими-чески активных газов (таких, как кислород). К пре-имуществам электронно-пучкового синтеза плазмы следует отнести значительную простоту и эффек-тивность, более широкий спектр возможностей управления параметрами плазмы, а также нетребо-вательность к качеству вакуума.…”