На основе анализа наблюдаемых в эксперименте вольт-амперных характеристик вакуумного диода с инжекцией плазмы поверхностного разряда сделано предположение о том, что первоначально проводящую среду в промежутке «катод-анод» создает ионизация остаточного газа излучением катодного пятна, сформированного на стадии искрового разряда по поверхности диэлектрика. Обнаружены свидетельства справедливости модели аномального ускорения ионов в вакуумном разряде на искровой стадии.
The analysis of experimental current-voltage characteristics for vacuum diode including plasma injection from surface spark discharge has been performed. In term of its results, it has been suggested that the initial conductive medium in a cathode-anode gap is produced by residual gas ionization from cathode spot emission formed during spark discharge phase. The evidence of abnormal ion
acceleration in vacuum spark discharge has been obtained.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 37027585
На основе анализа наблюдаемых в эксперименте вольт-амперных характеристик вакуумного диода с инжекцией плазмы поверхностного разряда сделано предположение о том, что первоначально проводящую среду в промежутке «катод-анод» создает ионизация остаточного газа излучением катодного пятна, сформированного на стадии искрового разряда по поверхности диэлектрика.
Спад напряжения между катодом и анодом в процессе коммутации диода, как правило, сопровождается сильными колебаниями напряжения.
На переднем фронте импульса тока, возникающего в промежутке «катод-анод» в результате перехода межэлектродной среды в проводящее состояние, в течении первых 20–60 нс регистрируются одиночные и парные всплески тока, соответствующие протеканию тока как в «правильном», т. е. соответствующему приложенному к промежутку «катод-анод» электрическому полю, так и в «неправильном» направлении.
При переходе разряда в промежутке «катод-анод» в дуговую стадию наблюдается высокий уровень напряжения в промежутке «катод-анод» по сравнению со стационарной дугой, т. е. с превышением, по крайней мере, на порядок.
На осциллограммах тока в промежутке «катод-анод» наблюдается приход на анод на начальной стадии разряда вначале, по-видимому, потока электронов, затем потока высокоэнергетичных ионов с аномально высокими энергиями до 102–103 эВ, затем наблюдается всплеск тока в разряде. Последнее обстоятельство может подтверждать справедливость модели аномального ускорения ионов в вакуумном разряде на искровой стадии, предложенной авторами работы [15].
Список литературы
- Месяц Г.А. Импульсная энергетика и электроника. – М.: Наука, 2004.
- Асюнин В. И., Давыдов С. Г., Долгов А. Н., Козловская Т. И., Пшеничный А. А., Якубов Р. Х. // Успехи прикладной физики. 2014. Т. 2. № 6. С. 605.
- Mesyats G. A., Bochkarev M. B., Petrov A. A., Barengolts S. A. // Applied Physics Letters. 2014. Vol. 104. № 18. Р. 4101.
- Воробьев В. С. // УФН. 1993. Т. 123. № 12. С. 51.
- Ананьин О. Б., Афанасьев Ю. В., Крохин О. Н. Лазерная плазма. Физика и применение: Монография. – М.: МИФИ, 2003.
- Таблицы физических величин. Справочник. Под ред. Акад. И. К. Кикоина. – М.: Атомиздат, 1976.
- Бабичев А. П., Бабушкина Н. А., Братковский А. М. Физические величины: Справочник. – М.: Энергоатомиздат, 1991.
- Арифов Т. У., Аскарьян Г. А., Тарасова Н. М. // Письма в ЖЭТФ. 1968. Т. 8. Вып. 2 .С. 128.
- Аскарьян Г. А., Королев М. Г., Корчагина Е. Г., Якушкин К. Л. // Письма в ЖЭТФ. 1994. Т. 60. Вып. 1. С. 11.
- Михайловский А. Б. Теория плазменных неустойчи-востей. Т. 1. Неустойчивости однородной плазмы. – М.: Атомиздат, 1975.
- Михайловский А. Б. Теория плазменных неустойчивостей. Т. 2. Неустойчивости неоднородной плазмы. – М.: Атомиздат, 1977.
- Имшенник В. С., Боброва Н. А. Динамика столкно-вительной плазмы. – М.: Энергоатомиздат, 1997.
- Месяц Г. А. Эктоны в вакуумном разряде: пробой, искра, дуга. – М.: Наука, 2000.
- Месяц Г. А., Баренгольц С. А. // УФН. 2002. Т. 172. № 10. С. 1113.
- Шмелев Д. Л., Месяц Г. А., Баренгольц С. А. // Письма в ЖЭТФ. 2007. Т. 33. № 10. С. 19.
- G. A. Mesyats, Pulse Energetics and Electronics (Nauka, Moscow, 2004) [in Russian].
- V. I. Asiunin, S. G. Davydov, A. N. Dolgov, T. I. Kozlovskaya, A. A. Pshenichniy, and R. Kh. Yakubov, Usp. Prikl. Fiz. 2 (6), 605 (2014).
- G. A. Mesyats, M. B. Bochkarev, A. A. Petrov, and S. A. Barengolts, Appl. Phys. Lett. 104 (18), 4101 (2014).
- V. S. Vorobiev, Phys. Usp. 123 (12), 51 (1993).
- O. B. Ananyin, Yu. V. Afanasyev, and O. N. Krokhin, Laser Plasma. Physics and Applications: Monography, (MEPhI, Moscow, 1991) [in Russian].
- I. K. Kikoin, Tables of physical values. Handbook (Atom-izdat, Moscow, 1976) [in Russian].
- A. P. Babichev, N. A. Babushkina, and A. M. Bratkovkiy, Physical values: Handbook (Energoatomizdat, Moscow, 1991).
- T. U. Arifov, G. A. Askaryan, and N. M. Tarasova, Tech. Phys. Lett. 8 (2), 128 (1968).
- G. A. Askaryan, M. G. Korolev, E. G. Korchagina, and K. L. Yakushkin, Tech. Phys. Lett. 60 (1), 11 (1994).
- A. B. Mikhaylovskiy, Plasma instability theory, Vol. 2 Instability of regular plasma, (Atomizdat, Moscow, 1975) [in Russian].
- A. B. Mikhaylovskiy, Plasma instability theory, Vol. 2 Instability of irregular plasma, (Atomizdat, Moscow, 1977) [in Russian].
- V. S. Imshennik and N. A. Bobrova, Collisional plasma dynamics (Energoatomizdat, Moscow, 1997) [in Russian].
- G. A. Mesyats, Ectons in Vacuum Discharge (Nauka, Moscow, 2000) [in Russian].
- G. A. Mesyats and S. A. Barengolts, Phys. Usp. 172 (10), 1113 (2002).
- D. L. Shmelev, G. A. Mesyats, and S. A. Barengolts, Tech. Phys. Lett. 33 (10), 19 (2007).
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Давыдов С. Г., Долгов А. Н., Корнеев А. В., Пшеничный А. А., Якубов Р. Х.
Особенности коммутации высоковольтного вакуумного диода плазмой вспомогательной искры 3
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Пономаренко В. П., Попов В. С., Попов С. В., Чепурнов Е. Л.
Фото- и наноэлектроника на основе двумерных 2D-материалов (обзор)
(Часть I. 2D-материалы: свойства и синтез) 10
Патрашин А. И., Ковшов В. С., Никонов А. В., Бурлаков И. Д.
Метод измерения абсолютной спектральной характеристики ИК МФПУ 49
ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Сахаров Ю. В.
Изменение структуры и электрофизических свойств пористых пленок диоксида кремния при модификации углеродом в магнетронном разряде 55
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Климов А. В., Мануилов В. Н.
Численное моделирование анализатора параметров электронных пучков мощных гиротронов 63
Логинов В. В.
Новые ксеноновые короткодуговые лампы сверхвысокого давления с сапфировой оболочкой 70
Волков А. Д., Кравченко М. Д., Павлов А. В.
Стенд для исследования характеристик строу 76
Oхрем В. Г.
Новое термоэлектрическое холодильное устройство для получения низких температур 84
C O N T E N T S
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
S. G. Davydov, A. N. Dolgov, A. V. Korneev, A. A. Pshenichniy, and R. Kh. Yakubov
Features of high-voltage vacuum diode switching plasma auxiliary spark 3
PHOTOELECTRONICS
V. P. Ponomarenko, V. S. Popov, S. V. Popov, and E. L. Chepurnov
Photo- and nanoelectronics based on two-dimensional 2D-materials (a review)
(Part I. 2D-materials: properties and synthesis) 10
A. I. Patrashin, V. S. Kovshov, A. V. Nikonov, and I. D. Burlakov
IR array absolute spectral characteristics measurement by an alternative method 49
PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS
Yu. V. Sakharov
Changes in the structure and electrophysical properties of porous silicon dioxide films during carbon modification in a magnetron discharge 55
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
A. V. Klimov and V. N. Manuilov
Numerical simulation of electrostatic analyzer of helical electron beams in powerful gyrotrons 63
V. V. Loginov
New high-pressure xenon short-arc lamps with sapphire shell 70
A. D. Volkov, M. D. Kravchenko, and A. V. Pavlov
The test bench to study the characteristic of straw tubes 76
V. G. Okhrem
New thermoelectric refrigeration device for receiving the low temperatures 84
Другие статьи выпуска
Предложена модель термоэлектрического холодильного устройства, работающего на основе эффекта Пельтье, которое может быть использовано для получения глубокого охлаждения разного рода микроэлектронных приборов. Выполнен расчет глубины охлаждения этого устройства. Показано, что предложенное устройство может быть значительно более эффективным по сравнению с используемыми в настоящее время термоэлектрическими холодильниками. В статье сделан анализ полученных результатов, даны практические рекомендации.
Приводятся конструкция и технические параметры стенда, предназначенного для исследования характеристик тонкостенных трубок – строу (straw). Описана методика и представлены результаты измерений характеристик строу диаметром 9,8 мм и толщиной стенки 20 мкм. Определена область упругой деформации, которая простирается до натяжения (1,850 0,002) кгс. Натяжение, превышающее эту величину, приводит к упругопластической деформации, при которой возрастают скорость релаксации натяжения и ползучесть материала строу. Измерен модуль упругости материала трубки, составляющий (4,44 0,05)109 Н/м2. Результаты исследований температур-ной зависимость модуля упругости позволяют выбрать оптимальную температуру работы строу-детектора. Определен коэффициент Пуассона материала трубки, требуемый для оценки изменения её натяжения в вакууме. Его величина составила 0,338 0,004. Для процесса релаксации впервые рассматривается наличие квазипостоянного остаточного натяжения на временном интервале срока службы детектора, определяемого величиной начального натяжения строу. Представленные результаты показывают высокую точность измерений.
В работе выполнены экспериментальные исследования тепловых полей в газоразрядных лампах, позволившие расчетным путем определить конструктивные характеристики ксеноновой лампы сверхвысокого давления с сапфировой оболочкой. Предложенная конструкция газоразрядной лампы обладает бóльшей надежностью, соответствует по световым параметрам источнику излучения с шаровой кварцевой оболочкой, но по габаритным размерам меньше аналога в два раза.
Впервые разработана методика численного моделирования анализатора винтовых электронных пучков (ВЭП) гиротронов, работающего на принципе тормозящего электрического поля. Методика учитывает трехмерность распределения электрического поля и позволяет проводить анализ схем анализаторов с различной конфигурацией электродов в области торможения электронного пучка с целью определения погрешностей измерений питч-фактора, скоростного разброса и вида функции распределения по осцилляторным скоростям, вносимых за счет сложной трехмерной пространственной структуры тормозящего поля. Методика применима для расчета степени искажения функции распределения при различных входных функциях распределения по осцилляторным скоростям, реализующихся в системах формирования ВЭП с различными топологиями пучков (пограничный, ламинарный, регулярно пересекающийся, перемешанный).
Предложен принципиально новый физический метод получения пористых пленок диоксида кремния в вакуумных условиях. Показано, что процесс самоорганизации, возникающий при модификации пленок диоксида кремния углеродом, приводит к формированию пространственно распределенных пор, изменяющих электрофизические свойства диэлектрических пленок и расширяющих их функциональное назначение. Исследованы электрофизические свойства и структура пористых пленок, полученных в результате самоорганизации при магнетронном распылении составной мишени в атмосфере кислорода. Установлены корреляции между пористостью, структурой и электрофизическими свойствами пористых пленок диоксида кремния, модифицированных углеродом. Выявлено, что формирование пористой структуры способствует повышению селективной адсорбционной способности пленок диоксида кремния преимущественно за счет капиллярной конденсации в мезапорах, а также стимулированной адсорбции.
Рассмотрены физические и технические аспекты реализации альтернативного метода измерения абсолютной спектральной характеристики ИК МФПУ (спектр токовой чувствительности, вольтовой чувствительности и квантовой эффективности) без участия спектральных приборов. Метод основан на многократном измерении выходного сигнала всех ФЧЭ, генерированного модулированным излучением черного тела (МЧТ) при разных его температурах. Cигнал измеряется на фоне суммы постоянных сигналов, обусловленных излучением фона, входного оптического окна, модулятора излучения МЧТ, темновым током ФЧЭ и постоянным сигналом БИС-мультиплексора. На измеренных сигналах ФЧЭ строится система интегральных уравнений Фредгольма первого рода. В ее левой части стоят измеренные сигналы МЧТ, а в правой части системы стоят аналитические выражения, описывающие данные сигналы. Решением системы являются абсолютные значения вышеуказанных спектральных компонент всех ФЧЭ МФПУ. Рассмотрена блок-схема установки измерения, проанализированы функциональные особенности ее работы и обоснованы требования к ее блокам. Показаны дополнительные преимущества нового метода по сравнению с существующими методами.
Описаны методы синтеза, кристаллографические параметры и строение энергетических зон двумерных и квазидвумерных материалов, таких как графен, дихалькогениды переходных металлов IV-VIII групп, бинарные 2D-халькогениды IV, III и II групп вида трихалькогениды Ti, Zr, Hf, Nb, Bi, Sb, 2D-материалы вида AVBV (AsN, AsP, PN, SbAs, SbN, SbP), 2D-нитриды вида AIIIN (A = Al, Ga, In, B), моноатомные 2D-материалы (фосфорен P, плюмбен Pb, станен Sn, германен Ge, силицен Si, антимонен Sb, арсенен As, висмутен Bi, борофен В, окто-нитроген 8-N), функциализированные графен и карбид кремния SiC, двумерные оксиды CO, SiO, GeO, SnO, диоксиды переходных металлов, германия и олова, триоксиды MoO3, WO3, ди- и тригалогениды переходных металлов.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400