UNIVERSITATEA OVIDIUS CONSTANTA

REFERAT STUDIUL METODEI THERMOIONIC

VACUUM ARC IN DIFERITE CONFIGURATII,

CA METODA DE DEPUNERE PENTRU

NANOSTRUCTURI PE BAZA DE CARBON

Albu Dorel Florin

Fizica Tehnologica IV

1. Introducere.

Alaturi de tehnologiile traditionale existente înca de la mijlocul secolului trecut, astazi

asistam la aparitia si perfectionarea unor tehnici moderne de depunere, unele reprezentând chiar

combinatii ale metodelor deja consacrate, care asigura un grad mare de puritate, de aderenta sau

de rezistenta la uzura a straturilor depuse. Alaturi de tehnicile conventionale de depunere a

straturilor subtiri (evaporarea sau electrodepunerea), procesele din plasma joaca un rol din ce în

ce mai important în realizarea unor astfel de filme. Acoperirea suprafetelor cu filme groase sau

subtiri dintr-un anumit material are o importanta din ce în ce mai mare, nu numai în procesul de

fabricare a componentelor electronice, dar si în confectionarea dispozitivelor optice, a

materialelor biomedicale si a straturilor protectoare usoare pentru aparatele de zbor. Straturile

depuse au un rol de protectie împotriva coroziunii, uzurii, acizilor, caldurii sau a altor influente

din mediul înconjurator.

Metoda Arcului Termoionic în Vid este o tehnologie prin care se pot face depuneri de

straturi subtiri cu un grad de puritate crescuta în conditiile în care stratul care se depune este

bombardat cu ionii de energie mare chiar ai materialului de depunere.

Metoda arcului termoionic în vid (TVA) este o metoda competitiva, deoarece acest

sistem poate încalzi la temperaturi înalte orice material, fiind una din cele mai adecvate metode

pentru evaporarea carbonului. De asemenea, prin utilizarea acestei tehnologii se fac depuneri de

straturi subtiri cu un grad de puritate crescuta în conditiile în care stratul care se depune este

bombardat cu ioni de energie mare ai materialului de depus.

In acest tip de arc, catodul este incalzit la o temperatura la care sa se produca o emisie

termoionica semnificativa. Fascilolul de electroni este accelerat prin aplicarea unei tensiuni inalte

intre anod si catod (2-3 kV).

Sub actiunea incidentei fascicolului de electroni, materialul din nacela mai intai se

topeste, apoi incepe sa fiarba si apoi incepe sa se evapore. In acest mod, in spatiul dintre tunul

electronic si nacela ce contine materialul de evaporat se stabileste o densitate stationara de atomi

ai materialului continuu evaporat. La o crestere suplimentara de tensiune si in conditii de vid

inaintat, se aprinde o descarcare stabila in vaporii materialului evaporat. Se obtine astfel o

plasma ce contine ionii energetici. Energia ionilor provine din faptul ca plasma se afla la un

potential inalt fata de masa. Aceasta face ca filmul care se depune sa fie bombardat cu ioni de

energie mare, natura ionilor care bombardeaza fiind chiar cea a a materialului care se depune.

2. Configuratiile electrozilor.

Arcul termoionic in vid (TVA) poate fi realizat in conditii de vid inaintat (10 -5 – 10-6 mbar)

intre electrozii a caror configuratie este posibila intr-o geometrie liniara sau cilindrica atunci

cand este v orba despre un singur tun electronic la catod. De asemenea, se poate realiza si

montajul cu doua tunuri electronice, dispuse simetric fata de pozitia anodului.

Inainte de a analiza configuratiile electrozilor in arcul TVA sunt necesare cateva precizari

privind electrozii. Din punct de vedere al modului in care se produce emisia termoionica in vid,

catodul poate fi incalzit direct sau indirect (cu ajutorul unui catod auxiliar).

Configuratiile posibile pentru arcul TVA sunt:

2.1 Geometria un tun si o nacela

Metoda Arcului Termoionic in Vid (TVA) este descrisa ca fiind o metoda noua si potrivita pentru

depuneri de filme subtiri cu puritate ridicata, cu structura compacta si foarte netede. TVA poate genera o

plasma in vapori de metal pur, in interiorul unei incinte vidate si in conditiile aplicarii inaltei tensiuni,

asigurand bombardamentul energetic cu ioni ai materialului ce urmeaza a fi depus. Energia ionilor poate

fi controlata si modificata chiar in timpul depunerii.

Montajul experimental

Fig.1 Montajul experimental folosit pentru a produce TVA

Materialul care trebuie evaporat se afla in creuzetul sub forma de lingura care este realizat din

tungsten si care are rolul de anod. Catodul este un filament realizat din sarma de tungsten cu diametrul de

0,5 – 0,8 mm si este montat in interiorul unui cilindru Whenelt realizat din molibden si care are un

orificiu frontal cu diametrul de 5 – 6 mm. Acest ansamblu este montat in interiorul unei incinte vidate.

Catodul este legat la pamant iar inalta tensiune ii este aplicata prin intermediul unui rezistor.

Figura 2 – Functionarea arcului TVA – geometria un tun

Aprinderea Arcului Termoionic in Vid (TVA)

Pentru a putea aprinde arcul TVA, presiunea din incinta vidata trebuie sa fie mai mica de 10 tori.

Filamentul catodului este incalzit la temperatura inalta pentru a se putea obtine o emisie termoelectronica

semnificativa. In spatiul anod-catod este aplicata o diferenta de potential inalta. In aceste conditii,

materialul din creuzet (anod) incepe sa se topeasca, apoi sa fiarba. In urma acestui proces, o densitate de

atomi ai materialului evaporat se stabileste in spatiul dintre electrozi. Daca se continua cresterea inaltei

tensiuni, va avea loc aprinderea arcului TVA in vaporii de la anod. De fapt, aceasta aprindere a arcului

este diferita fata de bine-cunoscutele descarcari luminiscente. In cazul aprinderii arcului TVA, tensiunea

aplicata va asigura gazul (vaporii de metal) necesar sa sustina descarcarea curentului, mai mult decat atat,

imediat dupa aprinderea arcului, densitatea de atomi ai materialului evaporat la anod trebuie mentinuta, in

ciuda faptului ca o parte din voltaj se va pierde pe rezistor, ceea ce face ca potentialul plasmei sa scada.

Concluzii

Sistemele dezvoltate pentru depunerile de filme (straturi subtiri) folosind metoda arcului TVA

este foarte promitatoare atat din punct de vedere al calitatii inalte ale filmelor dar si din punct de vedere al

puritatii acestora.

Datorita numarului mare de parametri ce pot fi controlati direct (implicit si un control al calitatii

filmului), TVA va fi considerat ca una din cele mai bune sisteme de producere filme subtiri pentru

nanostructuri.

2.2 Geometria un catod circular.

Arcul TVA este o plasma localizatata intr-un mediu in care exista vid, plasma care este initiata

folosind un anod din metal, sau grafit si un tun electronic. Descarcarea este generata de termoelectronii

emisi de filamentul din tungsten (incalzit) al unui catod. Montajul experimental este prezentat in figura de

mai jos.

Ionii creati in plasma sunt accelerati catre peretii incintei, respectiv catre substrat, datorita unei

diferente de potential dintre plasma si peretii incintei (conectati la impamantare). Datorita presiunii

scazute (9x10-4 Pa), energia ionilor este direct proportionala cu diferenta de potential. Aceasta este o

caracteristica importanta a acestei metode deoarece energia ionilor poate fi direct controlata prin

parametrii de functionare ai plasmei.

Anodul consta dintr-o bara de carbon pur ce are diametrul de 12,5 mm. Datorita faptului ca

anodul este in continuu erodat pe durata descarcarii, distanta dintre electrozi este controlata de un sistem

computerizat in masura sa efectueze ajustarile mecanice (fine) necesare. Caracteristicile TVA sunt de

asemenea preluate prin intermediul unor traductoare (de curent si tensiune) si transferate catre programul

LabView.

Figura 4. Montaj experimental TVA un catod circular

Deoarece plasma arcului TVA nu umple incinta vidata, energia ionilor de carbon formati in

plasma este data de relatia:

E = e(Vo – Vp),

unde e = sarcina unui ion; Vo – potentialul punctului in care ajung ionii (substratul) iar Vp – potentialul

plasmei. Astfel, pentru o valoare a lui Vo data (poate fi zero sau orice alta valoare), energia ionului este

direct proportionala cu potentialul plasmei, deci poate fi corelata direct cu tensiunea si curentul arcului.

Concluzii

S-a observat experimental ca valorile energiei ionilor de carbon variaza intr-o zona relativ

restransa, adica aproximativ 450eV pentru voltaje cuprinse intre 700 – 1250 V.

Astfel de energii (inalte) nu s-au descoperit (experimental) in nicio alta plasma. Acest lucru ofera

filmelor obtinute o anumita superioritate fata de filmele obtinute cu alte metode, acestea avand o

compactare mai mare si o netezime (planeitate) mai buna.

2.3 Geometria 2 catozi circulari

Montajul experimental

Metoda folosita se bazeaza pe metoda arcului TVA privind depunerile secventiale sau simultane

de carbon si tungsten. Aceasta se bazeaza pe 2 dispuneri identice care vor produce 2 fascicule de electroni

diferite, fascicule care au fost emise de catozii incalziti de surse externe. Fiecare catod este confectionat

din sarma de tungsten cu diametrul de 1 mm. Fasciculele de ioni negativi sunt accelerate de voltajele mari

ale anozilor, urmand ca apoi sa bombardeze simultan “barele” de grafit si tungsten avand un diametru de

10 mm si lungimea de 150 mm (vezi fig. 1).

In ambele aranjamente, cilindrul Wehnelt, legat la impamantare, concentreaza fasciculele de

electroni pe o portiune de aproximativ 1 mm in diametru de pe anod. Se vor forma 2 plasme, una in

carbon pur si una in tungsten, in momentul in care este aplicata inalta tensiune (1 kV – 2 kV) pe anod,

respectiv pe catod.

In camera de depunere presiunea este de 5 x10-4 Pa, presiune care a fost obtinuta cu ajutorul unei

pompe mecanice si a uneia de difuzie.

Arcul TVA s-a dovedit a fi o “unealta” cu eficienta ridicata pentru obtinerea de plasma fara

picaturi in vaporii de metal, datorita unei incalziri eficiente asigurate de bombardarea cu electroni si in

acelasi timp de evaporarea metalelor de la nivelul anodului la temperaturi de vaporizare de peste 3000K.

Curentul folosit pentru incalzirea filamentului catodului a fost de 58,2 – 59 A pentru carbon si de 52,5 -

63,7 A pentru tungsten. Curentul de descarcare in vaporii de carbon a fost I desc. = 1 – 1,8 A la un voltaj

Udesc. = 1,5 – 1,8 kV.

Figura 1 Montajul experimental pentru depunerea de filme subtiri folosind simultan 2 TVA.

unde: HV = inalta tensiune; Rb – 800 Ω; QMB1 si QMB2 microbalante cu cuart.

Concluzii

Filmele de carbon si cele de tungsten au fost depuse secvential si simultan din 2 tinte, folosind

metoda arcului TVA, pe substraturi aflate la distante diferite de sursa. In procesul de depunere

secventiala, compozitia atomica a carbonului comparativ cu cea a Wolframului a fost de aproximativ 3 la

1, aproape de anodul cu carbon. Parametrii plasmei au fost aproximativ la fel, la fel a fost si rata de

depunere ale celor 2 materiale. Diferentele majore apar in depunerea simultana a filmelor de Carbon si de

Wolfram unde, pentru aceiasi parametri de descarcare, compozitia atomica de Carbon a crescut peste

65% pentru toate probele expuse celor 2 plasme, ajungand la 90% in apropierea anodului cu Carbon, in

timp ce Wolframul a scazut usor ajungand intre 13% si 2%. Cand rata de depunere a Carbonului a crescut

de 10 ori prin marirea puterii TVA, compozitia carbonului a sarit undeva peste 80% (ajungand la 98% in

apropierea anodului cu Carbon), iar compozitia Wolframului a continuat sa scada sub 12%, ajungand

chiar la 1%.

2.4 Geometria 2 tunuri si o nacela

Pentru experimentul urmator sunt folosite 2 configuratii diferite ale electrozilor arcului TVA

(vezi figura de mai jos). Ambii electrozi sunt plasati in interiorul unei incinte in care se afla vid (10 -6

bari).

Fig. 2 - Configuratia electrozilor arcului TVA cu catod incalzit

Dupa cum se vede in figura de mai sus, catodul este incalzit. Filamentul incalzit consta dintr-o

bucla de 0,4 mm in diametru, din sarma tungsten cu diametrul de 1 mm. Catodul este plasat intr-un

cilindru Wehnelt care are o deschidere in fata cu diametrul de 5 mm. Termoelectronii emisi de catre catod

sunt concentrati de cilindrul Wehnelt si accelerati de catre anod de inalta tensiune aplicata. Catodul poate

fi configurat in diferite geometrii fata de anod. Pozitia este definita de unghiul pe care il face catodul si

anodul si care poate lua valori de la 00 la 900.

Anodul consta dintr-o nacela din tugsten in forma de lingura si care are grosimea de 0,2mm.

Materialul ce urmeaza a fi evaporat se afla in aceasta nacela. Diametrul maxim al acestei cavitati este de

10 mm.

Electrozii sunt conectati la inalta tensiune (5kV). Curentul de descarcare este controlat cu ajutorul

unor rezistoare si prin ajustarea voltajului. Dupa ce a fost crescuta temperatura catodului si aplicarea unui

voltaj potrivit atat anodului cat si catodului, materialul din nacela se va topi. Datorita electronilor

accelerati (proveniti din catodul incalzit) care lovesc anodul, se produce o evaporare continua a

materialului din nacela (anod), Drept urmare, in conditiile unei incinte in care se afla vid, va apare o

densitate a atomilor de metal in spatiul dintre cei doi electrozi. Dupa o alta crestere a tensiunii aplicate va

apare o escarcare luminoasa in spatiul interelectrodic care va fi urmata de o scadere a voltajului aplicat

electrozilor si o crestere semnificativa a curentului de descarcare. Descarcarea are loc in vapori de metal

pur.

Concluzii

Dezvoltarea acestui nou tip de arc TVA in vapori proveniti de la anod si catod incalzit ofera noi

posibilitati de cercetare ale acestor fenomene. In acelasi timp, aceste fenomene ofera avantaje substantiale

in intrarea pe piata a acestor aplicatii. Arcul TVA are proprietati deosebite care deriva din conditiile de

operare si din proprietatile plasmei obtinute.

2.5.a) Geometria 2 tunuri si 2 nacele

Tehnica de depunere a straturilor Carbon-Aluminiu se bazeaza pe 2 fascicule de electroni emise

de 2 catozi din Wolfram incalziti care bombardeaza simultan cei 2 anozi, unul ce contine o bara din grafit

cu puritatea 99% si unul (tip creuzet) ce contine granule de Aluminiu. Termoelectronii accelerati de inalta

tensiune aplicata anozilor genereaza vaporizarea materialelor de la cei 2 anozi. Aplicarea inaltei tensiuni

(1 – 5 kV) intre catozi si anozi va initia o plasma luminoasa in vapori de Carbon si Aluminiu. Atomii

neutri, dar si cei ionizati (cu energii cuprinse intre 10 si 200 eV), sunt directionati catre substraturi.

Presiunea din interiorul incintei de depunere este de 5x10-5 tori.

In timpul procesului de depunere, substraturile folosite (otel si sticla sub forma de discuri cu

diametrul de 25 mm) au fost incalzite la o temperatura constanta de 2000 C. Rata de depunere si grosimea

filmului sunt masurate si controlate cu ajutorul unei microbalante. Intensitatile curentilor ce incalzesc

filamentele catozilor sunt intre 40 si 50 A.

Intensitatea curentului arcului TVA si tensiunea pentru descarcarea in vapori de C sunt: Idisc. = 1,2

– 1,4 A si, respectiv, Udisc. = 700 – 950 V. In cazul descarcarii in vapori de Aluminiu, acestea au fost: I desc.

= 0,6 – 0,7 A si, respectiv, Udesc. = 800 – 900 V.

Figura 3 - Dispozitivul experimental pentru depuneri compozite C – AL

Primul strat depus pe substraturi a fost cel de Al (cu o grosime de 300 mm), urmat de un strat

compozit C-Al (cu o grosime de 2 μm). Masurarea coeficientului de frecare a fost facuta cu un tribometru

si consta din glisarea unor bile cu diametrul de 6 mm peste probele (substraturile obtinute), la temperatura

camerei (220C) si umiditate relativa, iar incarcarea de 1N/10mm structura cristalina a depunerii

substratului a fost investigata cu un defractometru.

Concluzii

Metoda TVA pentru depuneri de invelisuri compozite C-Al groase s-a dovedit a fi o tehnica

foarte buna. Existenta Al cristalin in matricea Carbonului a fost pusa in evidenta cu ajutorul

spectometrului. Analiza tribologica a aratat ca valoarea minima a coeficientului de frecare (0,28) pentru

proba cu concentratie atomica cea mai mica este Al (27,7%)

2.5.b) Geometria 2 tunuri si 2 nacele

Configuratia arcului TVA cu 2 tun electronic si 2 nacele consta din 2 sisteme independente care

genereaza fascicule de electroni incidente pe materialul situat la anod (Carbon sau metal), fiecare din cele

2 tunuri fiind conectat la sursa de inalta tensiune. Prin utilizarea metodei arcului TVA, depunerile

metalice au loc in conditii de vid, sau vid inalt, fara a fi nevoie de prezenta vreunui gaz, ci doar vaporii

materialului evaporat la anod. Aceasta metoda permite depuneri simultane de materiale diferite, oferind

astfel posibilitatea obtinerii de straturi cu diferite materiale, in cazul de fata filme compozitia: C-Ar sau

C-Cu.

Tunurile electronice sunt aranjate simetric fata de substratul (care poate fi sticla sau otel) montat

la o distanta de 40 mm fata de linia centrala. Intensitatea curentului ce incalzeste filamentul este I f = 48 A

la o rata de de punere de 3 Å/s. Presiunea din timpul descarcarii este de 1,5x10-6 – 7,5x10-6 Tori.

In cazul aranjamentului experimental C-Ag se folosesc anozi din bara de Carbon cu diametrul de

12 mm si un creuzet ce contine cristale de Ag. Pe suportul pentru probe se fixeaza 5 discuri din otel

inoxidabil (cu diametrul de 255 mm si grosimea de 3 mm) si 5 discuri din sticla optica, toate avand

diametrul de 25 mm si 1 mm grosime. Suportul pentru probe se afla la o temperatura de 2000C, fara

posibilitatea de a se roti.

Mai intai se depune un strat de Al de 300 mm, dupa care se continua cu Carbon si Argint

simultan. Dupa terminarea depunerii se inregistreaza o grosime a stratului depus, de aproximativ

2μmC/Ag + 300 nm Ag.

Fig. 5 - Distributia probelor in suport.

In cazul depunerilor C-Cu se foloseste pentru anozi o bara din Carbon si un creuzet ce contine

Cu.

Concluzii

Metoda TVA reprezinta o procedura buna in vederea obtinerii de filme multistrat cu un bun

control al calitatii. Straturile Carbon-metal depuse cu metoda TVA in configuratia cu 2 tunuri electronice

au fost investigate prin diferite metode. Rezultatele au relevat faptul ca cel mai mare coeficient de frecare

a fost obtinut pentru 15% Ag in filmele C-Ag si pentru 25% Cu in cazurile C-Cu. Alte teste au demonstrat

un bun caracter hidrofob al acestor depuneri.

3. Particularitatile plasmei arcului TVA.

Particularitatile plasmei arcului TVA sunt urmatoarele:

- formarea unei plasme cu un grad de puritate foarte ridicat datorita fapului ca în incinta nu se

gasesc decât vaporii materialului din care este confectionat anodul. Datorita densitatii mari a

plasmei gradul de ionizare este ridicat (peste 10%);

- energia ionilor si a electronilor este mare; plasma vaporilor materialului anodului este

stabila;

- variatiile curentului de arc si a caderii de tensiune pe arc fiind de ordinul procentelor (1%)

caderea catodica ajunge pâna la nivelul kilovoltilor;

- din datele obtinute prin microscopie electronica filmul depus prin metoda Arcului

Termoionic în Vid prezinta un caracter uniform cu aspect caracteristic filmelor policristaline. În

cazul filmelor învestigate la înalta rezolutie s-a constatat structura filmului de tip amorf. Difractia

electronilor pe film prezinta de asemenea caracteristicile unui film amorf, pozitia benzilor

obtinute fiind apropiate de valorile distantelor interplanare specifice grafitului;

- filmele de carbon depuse prin metoda Arcului Termoionic în Vid (TVA) pe diferite

substraturi prezinta o puternica variatie a energiei de suprafata. Energia ionilor de carbon variaza

în functie de distanta dintre proba si punctul de aprindere a descarcarii. Filmele obtinute prezinta

un puternic caracter hidrofobic, ceea ce înseamna ca suprafata nu se uda cu apa, unghiul de

contact are o valoare ridicata si implicit valoarea energiei de suprafata este scazuta. Rezulta ca

energia de suprafata a straturilor depuse prin aceasta metoda depinde de distanta dintre proba si

punctul de aprindere a plasmei. Studiul energiei de suprafata are o importanta majora datorita

informatiilor pe care le ofera despre caracterul hidrofob sau hidrofil al suprafetei, caracteristica

foarte importanta mai ales în aria aplicatiilor biomedicale;

- aceasta tehnica este optima pentru depunerea oricarui material pe diferite substraturi,

tocmai datorita posibilitatii de a modifica factorii geometrici si operationali, energia ionilor

putând fi controlata în timpul depunerii iar plasma de vapori a materialului anodului fiind extrem

de stabila, gradul mare de ionizare producându-se datorita densitatii mari a plasmei.

4. Aplicatii ale tehnologiei arcului TVA ca metoda de depunere a straturilor subtiri.

Studiile asupra arcului TVA au vizat in mod special aplicatiile ca metoda de depunere a

filmelor subtiri pe un anumit substrat din mai multe motive:

- Depunerea are loc in vaporii materialului anodului, filmul depus continand chiar ionii

acestui material si deci se obtine un strat cu un inalt grad de puritate;

- Datorita bombardamentului ionic, filmele depuse nu prezinta o structura columnara,

au rugozitate redusa, fara granulatie si cu un inalt grad de aderenta;

- Energia ionilor depusi poate fi controlata in timpul depunerii depinzand de factorii

geometrici si operationali;

- Plasma de vapori a a materialului anodului este extrem de stabila;

- Gradul mare de ionizare datorita densitatii mari a plasmei, este adecvata pentru

depunerea oricarui tip de material, indiferent de punctul de topire al acestuia.

Folosind aceasta tehnologie s-au realizat urmatoarele depuneri cu metoda TVA:

- Depuneri de straturi metalice: cu Ti, Cu, Zn, Ni, Cr, Ag, etc

- Depuneri de aliaje: Al-Ag2O3, Cu-Ag, Cu-Sn, Ni-Cr, etc

- Depuneri de oxizi: MgO, TiO

- Depuneri de carbon – tip DLC (Diamond Like Carbon)

- Depuneri de materiale refractare: W, Re, Be.

Desigur ca in functie de tipul materialului care urmeaza a fi depus, configuratiile electrozilor

difera de la o depune la alta.

5. Concluzii.

Arcul termoionic în vid prezintă interes deosebit atât datorită spectrului larg de aplicaţii în

depunerea de straturi subţiri cât mai ales în studiul propietăţilor plasmei şi a proceselor fizice

implicate. Datorită numărului mare de parametri direct implicaţi în controlul calităţii filmului

depus, această tehnică de depunere este considerată la ora actuală una dintre cele mai eficiente

tehnici pentru obţinerea de filme nanostructurale de înaltă puritate şi duritate, aderenta bună,

rugozitate mică şi cu grad mare de compactitate. Parametri importanţi ai plasmei, cum ar fi

temperatura electronilor, energia ionilor şi gradul de ionizare al plasmei, pot fi uşor controlaţi

chiar în timpul procesului de depunere modificând tensiunea pe arc, curentul de filament sau

distanţa dintre electrozi.

5. Bibliografie.

Tamer Akan, “Operation parameters of the Termionic Vacuum Arc Discharge”, Turk J Physics, 2003, p.70

Adrian Stoica, Rodica Vlădoiu, Geavit Musa, Victor Ciupină, Mirela Contulov, Vilma Buršìkova, Olga Bláhová, “Mechanical properties of thin films deposited by TVA and G-TVA methods”, Chemicke Listy, 2007, p.132

R. Vlădoiu, V. Ciupină, M. Contulov, A. Mandeș, V. Dincă, G. Prodan, C.P. Lungu, “Structure and tribological properties of carbon based nanocomposites grown by TVA method”, Journal of Optoelectronics and Advanced Materials Vol.12, No.3, March 2010, p.554

C. Surdu-Bob, R. Vlădoiu, M. Bădulescu, G. Musa, “Control over the sp2/sp3 ratio by tuning plasma parameters of

the Thermoionic Vacuum Arc”, Diamond & Related Materials, Vol.17, 2008, p.1625, 1626

C. Surdu-Bob, M. Bădulescu, C. Iacob, C. Porosnicu, C.P. Lungu, “Ion energy distribution analysis of the TVA plasma ignited in carbon vapours using RFA”, Journal of Physics: Conference Series, Vol. 207,IOP Publishing, 2010, p.2

A. Marcu, C.M. Ticoș, C. Grigoriu, I. Jepu, C. Porosnicu, A.M. Lungu, C.P. Lungu, “Simultaneous carbon and tungsten thin film deposition using two thermionic vacuum arcs”, Thin Solid Films, Vol.519, 2011, p.4074

Olthoff J K, Van Brunt R J, Radovanov S B, Rees J A 1994 Science, Measurement and Technology IEE Proceedings 141/2, 105-10

Richter F 1996 Physikalische Blätter 52 355 (in German)

Ivanov et al Surf.ace Coat. Technol. 1997 92 1X-156

Lee J K et al 2005 Plasma Sources Sci. Technol. 14 8997

Bohm C and Perrin J 1993 Rev. Sci. Instrum. 64/1

Surdu-Bob C C, Mustata I and Iacob C 2007 J. Optoelectron. Adv. Mater. 9/9 2932–4

Surdu-Bob C C, Vladoiu R, Badulescu M and Musa G 2008 Diamond Relat. Mater. 17/7-10 1625-8

Third InternationalWorkshop&SummerSchoolonPlasmaPhysics2008 IOP Publishing

Journal ofPhysics:ConferenceSeries 207 (2010) 012018 doi:10.1088/1742-6596/207/1/012018

K. Sugiyama, M. Mayer, V. Rohde, M. Balden, Th. Dürbeck, A. Herrmann, S. Lindig,

A. Wiltner, H.W. Müller, R. Nucl. Fusion 50 (2010) 035001.

K. Bewilogua, R. Wittorf, H. Thomsen, M. Weber, Thin Solid Films 447 (448) (2004) 142.

W.-N. Li, Y.-S. Ding, S.L. Suib, J.F. DiCarlo, F.S. Galasso, Surf. Coat. Technol. 190 (2005) 366.

A. Lamperti, P.M. Oss, Appl. Surf. Sci. 205 (2003) 1138 and references therein.

T. Yajima, S. Umemura, S. Hirono, A. Imoto, R. Kaneko, Surf. Coat. Technol. 169 (170) (2003) 274.

M. Bilek, M. Chhowalla, M. Milne, W.I., Appl. Phys. Lett. 71 (1997) 1777.

J. Budai, Z. Tóth, A. Juhász, G. Szakács, E. Szilágyi, M. Veres, M. Koós, Appl. Phys. 100 (2006) 043501.

C.P. Lungu, I. Mustata, G. Musa, A.M. Lungu, V. Zaroschi, K. Iwasaki, R. Tanaka, Y.

Matsumura, I. Iwanaga, H. Tanaka, T. Oi, K. Fujita, Surf. Coat. Technol. 200 (2005) 399.

C.P. Lungu, I. Mustata, G. Musa, V. Zaroschi, A.M. Lungu, K. Iwasaki, Vacuum 76 (2004) 127.

C.P. Lungu, A.M. Lungu, P. Chiru, A. Tudor, R. Brescia, Int. J. Surf. Sci. Eng. 4 (2010) 191.

I. Mustata, C.P. Lungu, A.M. Lungu, V. Zaroski, M. Blideran, V. Ciupina, Vacuum 76 (2004) 131.

C.P. Lungu, I. Mustata, V. Zaroschi, A.M. Lungu, A. Anghel, P. Chiru, M. Rubel, P.

Coad, G.F. Matthews, Phys. Scr. T128 (2007) 157.

H.O. Pierson, Handbook of Carbon, Graphite, Diamond and Fullerenes, Noyes

Publications, New-Jersey, 1993.

J. Emsley, The Elements, 3rd ed.Oxford University Press, 1998.

V. Tiron, C. Aniculaesei, G. Popa, J. Autom. Mobile Robot Intell. Syst. 4 (2009) 147.