Статья: Характеристики бесферритного индукционного разряда низкого давления. Часть 2*. Излучательные характеристики плазмы (2016)

Экспериментально и численно исследовано влияние заряженных пылевых частиц микронного размера на электрические параметры положительного столба тлеющего разряда постоянного тока низкого давления в неоне. Численный анализ выполнен в рамках модели плазмы разряда в диффузионно-дрейфовом приближении с учётом взаимодействия пылевых частиц с метастабильными атомами неона. В разряде с облаком пылевых частиц напряженность продольного электрического поля возрастает. При увеличении концентрации пылевых частиц, в осесимметричном пылевом облаке цилиндрической формы приращение напряженности электрического поля выходит на насыщение. Показано, что вклад метастабильных атомов в ионизацию выше в разряде с частицами, несмотря на тушение метастабильных атомов на пылевых частицах. Рассмотрены процессы зарядки пылевых частиц и пылевого облака. С ростом концентрации пылевых частиц их заряд уменьшается, однако объемный заряд пылевого облака увеличивается. Результаты работы могут быть использованы в области плазменных технологий с микрочастицами.

В лабораторных условиях исследовано возникновение искровых каналов во влажном грунте у электрода при растекании импульсного тока c длительностью в диапазоне от нескольких микросекунд до сотен микросекунд при амплитуде напряжения 20—50 кВ. Разработана диагностика регистрации искровых каналов в объеме грунта. Впервые получены оптические изображения искровых каналов в грунте вблизи электродов различной формы. Подтверждено, что причиной образования искровых каналов при нелинейном растекании импульсного тока в грунте, когда происходит резкое уменьшение сопротивления заземления, является ионизационно-перегревная неустойчивость, возникающая при плотности тока на электроде больше критической. Развитие неустойчивости приводит к неоднородному распределению тока по сечению и возникновению искровых каналов.

В работе исследовано формирование массивов конических наноструктур на поверхности нанокристаллических пленок сульфида олова при обработке пленок в аргоновой плазме индукционного разряда в течение 30 и 60 с. Исходные слои SnS выращивались методом «горячей стенки» при температуре стеклянных подложек 290 °C и характеризовались лепестковой структурой с толщиной пластинок 50—300 нм. Показано, что плазмостимулированный рост наноструктур имеет место одновременно со сглаживанием развитой исходной поверхности пленок. Описаны геометрические параметры наноструктур сульфида олова, особенности их локализации, проанализированы основные закономерности динамики их роста по времени. Показано, что рост наноструктур SnS в ходе плазменной обработки имеет сложный характер и происходит с участием самоформирующихся сферических затравок Sn по механизму «пар-жидкость-кристалл» при локализации на торцах крупных нанокристаллитов.

В данной работе описывается метод вычисления резонансной кривой зависимости коэффициента отражения при возбуждении поверхностного плазмонного резонанса (ППР) для многослойной структуры. Для проверки метода были получены магнетронным напылением плёнки в виде чередующихся тонких слоёв SiC и SiO2. Сравнение экспериментальных и расчётных данных показало хорошее согласие в полученных результатах. Возбуждаемые поверхностные электромагнитные волны (ПЭВ) распространяются в узком приповерхностном слое и имеют широкое применение в научных приложениях: в исследованиях поверхности полупроводников и металлов, в исследованиях переходных, адсорбционных и окисных слоёв, в исследованиях всевозможных физических и химических процессов, протекающих в приповерхностной области. На основе модельных вычислений показаны области применимости рассмотренных методов.

Исследуется фокусировка электромагнитной энергии оптического диапазона частот в наноразмерную пространственную область в окрестности нановершины металлического микроострия, расположенного вблизи слоистой структуры, состоящей из плоских диэлектрических и/или металлических слоев. Предполагается, что фокусировка возникает при симметричном схождении к нановершине поверхностной плазмонной TM-волны. Граница металла вблизи нановершины приближается поверхностью параболоида вращения. Разработан численный метод нахождения электрического поля в окрестности вершины острия, включая слоистую структуру. Результаты расчетов показали, что по сравнению с одиночным острием наличие структуры приводит к дополнительной концентрации электрического поля вблизи нановершины. Оказалось, что главное влияние на фокусировку оказывает верхняя плёнка слоистой структуры.

Предложен вариант брэгговской дифракции, обеспечивающий эффективное акустооптическое взаимодействие четырехцветного излучения с одной акустической волной на высокой частоте звука. Вариант опробован на примере дифракции четырехцветного излучения с длинами волн 0,488, 0,496, 0,514 и 0,633 мкм, взаимодействующих с одной акустической волной в монокристалле парателлурита. Эффективная дифракция получена на частоте поперечного звука, равной 165 МГц.