С использованием ранее построенной модели физических процессов в генераторе электронного пучка на основе стационарного высоковольтного тлеющего разряда с убеганием электронов проведена оценка влияния нагрева газа в области катодного падения потенциала на вольтамперную характеристику генератора.
Using the model of physical processes suggested early for electron beam generator on the base of stationary high voltage glow discharge with runaway electrons, effects of gas heating in cathode falling on voltage-current characteristic have been estimated.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 24115156
Проведенный анализ показал, что нагрев газа может оказывать существенное влияние на ВАХ открытого разряда, причем наибольшим влияние оказывается при температуре газа, существенно превышающей температуру окружающей среды, но при условии, что лучистый теплообмен не играет роли. Этот случай соответствует относительно небольшой мощности ГЭП. В случае же преобладающей роли теплопередачи излучением влияние нагрева газа на ВАХ существенно снижается.
Зависимость тока разряда от давления газа может существенно отличаться от квадратичной, свойственной для обычного тлеющего разряда. В связи с этим использование классического критерия подобия J/p2 применительно к стационарному открытому разряду не является корректным. Следует отметить, что зависимость тока от давления существенно проще, чем от напряжения. В дальнейшем планируются экспериментальные исследования по проверке полученных соотношений для зависимости тока от давления.
Полученные результаты могут быть адаптированы к импульсно-периодическому разряду путем учета скважности импульсов.
Результаты качественно соответствуют экспериментальным данным, приводимым в работах [1] и [5] для стационарного открытого разряда, и согласуются с данными [12] для ВТР-пушек.
Количественная оценка влияния нагрева газа требует разработки тепловой модели ГЭП применительно к конкретной конструкции.
Список литературы
1. Бобров В. А., Войтешонок В. С., Головин А. И. и др. // ЖТФ. 2013. Т. 83. Вып. 8. С. 121.
2. Сорокин А. Р. // ЖТФ. 2006. Т. 76. Вып. 5. С. 47.
3. Бурдовицин В. А., Климов А. С., Окс Е. М. // Письма в ЖТФ. 2009. Т. 35. Вып. 11. С. 61.
4. Муратов Е. А., Рахимов А. Т., Суетин Н. В. // ЖТФ. 2004. Т. 74. Вып. 5. С. 121.
5. Головин А. И., Егорова Е. К., Шлойдо А. И. // ЖТФ. 2014. Т. 84. Вып. 10. С. 27.
6. Туркин А. В. // ЖТФ. 2014. Т. 84. Вып. 11. С. 14.
7. Головин А. И. // Прикладная физика. 2015. № 3. С. 43.
8. Сорокин А. Р. // Письма в ЖТФ. 2003. Т. 29. Вып. 17. С. 1.
9. Бобров В. А., Войтешонок В. С., Головин А. И. и др. / Патент РФ № 2535622, 2013.
10. Варгафтик Н. Б. и др. Теплопроводность жидкостей и газов. — М.: Издательство стандартов, 1978.
11. Азаров А. В., Митько С. В., Очкин В. Н. / Патент РФ № 2172573, 2000.
12. Завьялов М. А., Крейндель Ю. Е., Новиков А. А. Плазменные процессы в технологических электронных пушках. — М.: Энергоатомиздат, 1989.
1. V. A. Bobrov, V. S. Voiteshonok, A. I. Golovin, et al.,Tech. Phys. 83 (8), 121 (2013).
2. A. R. Sorokin, Tech. Phys. 76 (5), 47 (2006).
3. V. A. Burdovitsin, A. S. Klimov, and E. M. Oks, Tech. Phys. Lett. 35 (11), 6 (2009).
4. E. A. Muratov, A. T. Rakhimov, and N. V. Suetin, Tech. Phys. 74 (5), 121 (2004).
5. A. I. Golovin, E. K. Egorova, and A. I. Shloido, Tech. Phys. 84 (10), 27 (2014).
6. A. V. Turkin, Tech. Phys. 84 (11), 13 (2014).
7. A. I. Golovin, Prikladnaya Fizika, No. 3, 43 (2015).
8. A. R. Sorokin, Tech. Phys. Lett. 29 (17), 1 (2003).
9. V. A. Bobrov, V. S. Voiteshonok, A. I. Golovin, et al., RF Patent No. 2535622 (2013).
10. N. B. Vargaftik et al., Thermal Conduction of Liquids and Gases (Izd. Standartov, Moscow, 1978) [in Russian].
11. A. V. Azarov, S. V. Mit’ko, and V. N. Ochkin, RF Patent No. 2172573 (2000).
12. M. A. Zav’yalov, Yu. E. Kreindel’, and A. A. Novilov, Plasmic Processes in Technological Electron Guns (Energoatomizdat, Moscow, 1989) [in Russian].
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Васильев Д. А., Верещагин К. А., Верещагин А. К., Спасский Д. А., Соколов В. О., Хахалин А. В., Васильева Н. В., Галстян А. М., Плотниченко В. Г. Влияние ионов Al на оптические и кинетические свойства эпитаксиальных пленок (Pb, Gd)3(Al, Ga)5O12: Ce 5
Мадатов Р. С., Алекперов А. С., Гасанов О. М. Эффект переключения и памяти в слоистых кристаллах GeS 11
Поляков А. Н., Noltemeyer M., Hempel T., Christen J., Степович М. А. О практической реализации одной схемы времяпролётных измерений в катодолюминесцентной микроскопии 16
Ташаев Ю. Н. Моделирование электростатического поля заряженного непроводящего тороида 21
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Шумова В. В., Поляков Д. Н., Василяк Л. М. Трансформация пылевых структур в разряде постоянного тока в неоне 27
Марусин В. В., Щукин В. Г. Влияние частоты поля на особенности плазменной обработки полимеров 33
Головин А. И. Влияние нагрева газа на вольт-амперную характеристику генератора электронного пучка на основе стационарного открытого разряда 39
Тюньков А. В., Бурдовицин В. А., Казаков А. В., Медовник А. В., Окс Е. М. Масс-зарядовый состав ионов плазмы дугового разряда форвакуумного широкоапертурного источника электронов 45
Ивонин В. В., Данилин А. Н., Ефимов Б. В., Колобов В. В., Селиванов В. Н., Василяк Л. М., Ветчинин С. П., Печеркин В. Я., Сон Э. Е. Оптические исследования искровых каналов в грунте при растекании импульсного тока 50
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Короннов А. А., Зверев Г. М., Землянов М. М., Жарикова Е. В., Марсагишвили Д. В. Исследование характеристик германиевого лавинного фотодиода, подвергнутого мощному лазерному воздействию 54
Селяков А. Ю., Бурлаков И. Д., Филачёв А. М. Свойства корреляторов тепловых и фотоиндуцированных случайных полей концентраций и токов подвижных носителей заряда в ИК-фотодиодах 59
Смирнов Д. В., Болтарь К. О., Седнев М. В., Шаронов Ю. П. Исследование характеристик мезаструктур матриц p–i–n-диодов на основе гетероэпитаксиальных структур AlxGa1-xN 66 Залетаев Н. Б., Болтарь К. О., Лопухин А. А., Чинарёва И. В, Габбасова Э. В. Исследование планарной матрицы p–i–n-фотодиодов на основе InGaAs с p–n-переходами уменьшенных размеров 71
Грузевич Ю. К., Гордиенко Ю. Н., Балясный Л. М., Альков П. С., Иванов В. Ю., Дятлов А. Л., Ваценко П. И. Фотоприемный модуль с фотокатодом с барьером Шоттки на основе структуры InP/InGaAs/InP: Ag и с чувствительностью до 1,7 мкм 76
Грузевич Ю. К., Гордиенко Ю. Н., Балясный Л. М., Чистов О. В., Альков П. С., Широков Д. А., Жмерик В. Н., Нечаев Д. В., Иванов С. В. Разработка фотокатодов солнечно-слепого диапазона на основе ГЭС нитрида галлия алюминия, изготовленных методом молекулярно-пучковой эпитаксии 82
Колесова А. А., Лобачев А. В., Соломонова Н. А., Хамидуллин К. А. Определение требований к качеству оптических поверхностей входных окон неохлаждаемых матричных фотоприемных устройств ультрафиолетового и инфракрасного диапазона спектра 88
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Деомидов А. Д., Полесский А. В., Семенченко Н. А., Тресак В. К., Смирнов А. А. Исследование точности измерения спектральной характеристики методом Монте-Карло матричных ИК фотоприемников диапазона 0,9-1,7 мкм 94
Деомидов А. Д., Козлов К. В., Полесский А. В., Соломонова Н. А., Фирсенкова Ю. А. Влияние низкочастотных шумов на точность измерения сигнала фотоприемных устройств второго и третьего поколений 102
ИНФОРМАЦИЯ
Трехтомник по твердотельной фотоэлектронике 109
Правила для авторов журнала 111
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
D. А. Vasil’ev, К. А. Vereshchagin, А. К. Vereshchagin, D. А. Spassky, V. O. Sokolov, A. V. Khakhalin, N. V. Vasil’eva, A. M. Galstyan, and V. G. Plotnichenko Influence of Al ions on optical and kinetic properties of (Pb, Gd)3(Al, Ga)5O12: Ce epitaxial films 5
R. S. Madatov, A. S. Alekperov, and O. M. Hasanov Change-over and memory effects in the layered GeS monocrystals 11
А. N. Polyakov, M. Noltemeyer, T. Hempel, J. Christen, and M. A. Stepovich About the practical implementation of same time-of-flight measurements scheme in cathodoluminescence microscopy 16
Y. N. Tashayev Modeling of the electrostatic field of the charged non-conducting torus 21
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
V. V. Shumova, D. N. Polyakov, and L. M. Vasilyak Transformation of dust structures in a dc discharge in neon 27
V. V. Marusin and V. G. Shchukin Influence of frequency of a field on features of plasma treatment of polymers 33
A. I. Golovin Influence of gas heating on the voltage-current characteristic of an electron beam generator based on a stationary open discharge 39 A. V. Tyunkov, V. A. Burdovitsin, A. V. Kazakov, A. V. Medovnik, and E. M. Oks Mass-to-charge ion composition of arc discharge plasma in a forevacuum wide-aperture electron source 45
V. V. Ivonin, A. N. Danilin, B. V. Efimov, V. V. Kolobov, V. N. Selivanov, L. M. Vasilyak, S. P. Vetchinin, V. Ya. Pecherkin, and E. E. Son Optical investigations of spark channels in soil under spreading of pulse current 50
PHOTOELECTRONICS
А. А. Koronnov, G. M. Zverev, М. М. Zemlyanov, E. V. Zharicova, and D. V. Marsagishvili Characteristics of the germanium avalanche photodiode subjected to a high power laser irradiation 54
A. Yu. Selyakov, I. D. Burlakov, and A. M. Filachev Correlator’s properties for thermal and photo-induced stochastic fields of mobile charge carriers concentrations and currents in IR photodiodes 59
D. V. Smirnov, K. O. Boltar, M. V. Sednev, and Y. P. Sharonov Research of characteristics mesa structures of the matrixes of p–i–n diodes based on the AlxGa1-xN heteroepitaxial structures 66
N. B. Zaletaev, K. O. Boltar, A. A. Lopukhin, I. V. Chinareva, and E. V. Gabbasova Study of the InGaAs planar p–i–n photodiode focal plane array with p–n junctions of reduced sizes 71
Y. K. Gruzevich, Y. N. Gordienko, L. M. Balyasnyi, P. S. Alkov, V. Y. Ivanov, A. L. Diatlov, and P. I. Vatcenko Photodetector photocathode with a Schottky barrier based on the InP/InGaAs/InP: Ag structure sensitive up to 1.7 µ 76
Y. K. Gruzevich, Y. N. Gordienko, L. M. Balyasnyi, O. V. Chistov, P. S. Alkov, D. A. Shirokov, V. N. Zhmerik, D. V. Nechayev, and S. V. Ivanov Development of the solar-blind range photocathodes based on aluminum gallium nitride heterostructure fabricated by molecular beam epitaxial 82
A. A. Kolesova, A. V. Lobachyov, N. A. Solomonova, and K. A. Khamidullin Quality requirements to the windows’ optical surfaces for the non-cooled ultraviolet and infrared photodetectors 88
PHYSICAL APPARATUS AND ITS ELEMENTS
A. D. Deomidov, A. V. Polesskiy, N. A. Semenchenko, V. C. Tresak, and A. A. Smirnov Using Monte Carlo method for uncertainty analysis of SWIR FPA spectral response measurement 94
A. D. Deomidov, K. V. Kozlov, A. V. Polesskiy, N. A. Solomonova, and Yu. A. Firsenkova Impact of the low-frequency noise on measurement accuracy of a signal for photodetectors of the second and third generations 102
INFORMATION
Three Volumes on Photoelectronics 109
Rules for authors 111
Другие статьи выпуска
В лабораторных условиях исследовано возникновение искровых каналов во влажном грунте у электрода при растекании импульсного тока длительностью 5—100 мкс при амплитуде импульса напряжения 20—50 кВ. Разработана методика регистрации искровых каналов в объеме грунта. Впервые получены оптические изображения искровых каналов в грунте. Определены пороговые значения плотности тока и напряженности электрического поля при образовании плазменных каналов в зависимости от влажности грунта и длительности импульсного воздействия.
Проведены исследования масс-зарядового состава ионов плазмы импульсного дугового разряда, реализуемого в разрядной системе широкоапертурного форвакуумного плазменного источника электронов. Показано, что давление рабочего газа и ток разряда оказывают существенное влияние на соотношение ионов металла (материала катода) и газа в плазме. Характерной особенностью форвакуумного диапазона давлений является появление в дуговой плазме заметной доли ионов газа без использования магнитного поля, причем при определенных условиях плазма дугового разряда содержит только газовые ионы.
Проведен сравнительный анализ особенностей травления поверхностных слоев полимерных материалов в условиях плазмы низкочастотных (звуковых) и высокочастотных разрядов. Для различных конструкций плазмохимических реакторов в рамках феноменологического подхода проанализирована специфика процессов травления. Показано, что наличие области отрицательного свечения в тлеющих разрядах звукового диапазона частоты (ТРЗЧ) объясняет сравнимые значения скорости травления в тлеющих разрядах радиодиапазона (ТРРЧ) и ТРЗЧ при близких значениях поглощаемой мощности при различающихся на порядок значениях токов. Приводится ряд соображений, которые необходимо учитывать при выборе плазменного источника для конкретного процесса травления.
Экспериментально и численно исследована зависимость формы пылевых структур от величины тока тлеющего разряда в неоне. При увеличении тока однородные по радиальному сечению пылевые структуры трансформировались в структуры с внутренней полостью, свободной от пылевых частиц. Рассчитана потенциальная энергия пылевых частиц с помощью диффузионно-дрейфовой модели положительного столба разряда в неоне с учетом градиента температуры. Определена роль тепловыделения в процессе изменения формы пылевых структур. Результаты работы могут быть использованы для плазменных технологий с пылевой плазмой.
Рассмотрена задача о распределении электростатического потенциала вокруг равномерно заряженного вдоль поверхности непроводящего тора. Потенциал тора исследован на наличие локального экстремума. Обсуждён вопрос о наличии «потенциальной ямы». Представлена функция, аппроксимирующая потенциал в приосевой области.
Описана методика времяпролётных катодолюминесцентных исследований полупроводниковых образцов, покрытых светонепроницаемой маской специальной геометрии. Приведены результаты экспериментальных измерений затухания катодолюминесценции для образцов монокристаллического нитрида галлия в широком диапазоне температур (5—300 К). Показана возможность практической реализации данной методики в катодолюминесцентных исследованиях.
Эффекты переключения и памяти в полупроводниках были открыты в середине 50-х годов. Только в 90-х годах японские ученые предложили новую систему халькогенидных стеклообразных полупроводников, которые отличаются своей стабильностью и высокой скоростью фазовых переходов. Моносульфид германия может находиться как в аморфном, так и в кристаллическом состояниях, и это позволяет использовать слоистые кристаллы GeS в современных носителях информации
Исследованы спектры оптического поглощения и кинетика затухания люминесценции пленок состава (Pb, Gd)3-уСеуAlхGa5-хO12 (х = 0; 3,43 и 4,29 и у = 0,03; 0,04 и 0,05), выращенных методом жидкофазной эпитаксии из переохлажденных растворов-расплавов на основе системы PbO–B2O3. Определен сдвиг полос поглощения ионов Pb2+ и уровней 5d1 и 5d2 ионов Ce3+ при введении Al в плёнки. Измерена кинетика люминесценции ионов церия при возбуждении одиночным ультракоротким электронным импульсом и определены времена затухания, которые составили для быстрой компоненты 22 нс, а для медленной — 67 нс.
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