Статья: Прикладные и фундаментальные исследования по физике плазмы и УТС (по материалам XXXVIII Международной (Звенигородской) конференции по физике плазмы и УТС, февраль 2011 г.) (2011)

Рассмотрены алгоритмы процесса регистрации и измерения параметров пылевых частиц, оптимальный обнаружитель измерителя спектра масс пылеударного масс‐спектрометра.

Рассмотрен метод коррекции неоднородности фотоприемных устройств инфракрасного диапазона спектра, основанный на определении градиентов сигналов сцены при микросканировании и последующем восстановлении изображения путем суммирования градиентов.

Проведен расчет температурных зависимостей темнового и фонового токов p+-n-пере-ходов с размерами 20x20 мкм, обнаружительной способности в максимуме спектральной чувствительности d*λ max, а также пороговой мощности P и времени накопления предполагаемого МФПУ формата 640x512 элементов. Показано, что улучшение пороговых параметров при температурах кристалла Т ≤ 100 К возможно за счет снижения фонового тока, а при Т > 100 К — за счет снижения темнового тока p+-n-переходов.

Проведено математическое моделирование ячейки секции накопления кремниевой БИС считывания матричных фотоприемных устройств с построчным накоплением с использованием программного пакета схемотехнического моделирования в формате PSpice. Исследовано влияние пульсаций напряжений управляющих сигналов на выходной сигнал. Объяснен экспериментально обнаруженный ранее дополнительный шум многорядных фотоприемных устройств, работающих в режиме временной задержки и накопления (ВЗН), возникающий при неравномерном движении сканирующего устройства.

Представлено уточнение механизма процесса сокращения микродефектов в кремнии геттерированием микродефектов диффузионным слоем фосфора.

Рассмотрена возможность создания времяпролетных масс‐спектрометров с динамическими полями — радиочастотных масс‐рефлектронов. Пространственно‐временная фокусировка ионов по энергиям, координатам и углам влета в линейных высокочастотных электрических полях значительно расширяет объем фазового пространства и повышает предельные значения объемного заряда анализируемых ионов. Достижимая разрешающая способность таких масс‐анализаторов при 100%-ном пропускании ионов составляет несколько десятков тысяч.

Описана методика и представлены результаты расчетов потерь пучка тяжелых и легких ионов вследствие перезарядки на остаточном газе в камере циклотрона. Была разработана программа IONLOSS, позволяющая рассчитывать потери пучков ионов при взаимодействии с молекулами остаточного газа в процессе движения пучка.

Аналитически и численно исследована зависимость коэффициента поглощения мощности СВЧ‐излучения односторонним мультипакторным разрядом на поверхности диэлектрика от мощности падающего излучения. Показано, что учет отражения электронов от диэлектрической поверхности приводит к существенному возрастанию коэффициента поглощения. Проведено сравнение аналитических и численных результатов с экспериментальными данными.

В СВЧ-плазме (частота 2,45 ГГц) в смесях водород—метан на подложках из природных и синтетических монокристаллов алмаза с ориентацией (100) и размером до 5x5 мм выращены эпитаксиальные алмазные слои со скоростью осаждения до 40 мкм/ч. Структура и дефектно-примесный состав полученных монокристаллов толщиной до 600 мкм исследованы методами оптической спектроскопии, электронной и оптической микроскопии. Подтверждено высокое качество и чистота осажденных из плазмы алмазных слоев.

Представлено описание компактного и энергетически эффективного ЭЦР‐генератора направленного рентгеновского излучения узкого спектрального диапазона, созданного на основе коаксиального резонатора.

Представлены результаты численного моделирования ЭЦР‐нагрева частиц плазмы в источнике CERA-RX в присутствии пульсирующего по случайному закону электрического поля с учетом влияния коллективных эффектов. Установлено, что в этих условиях энергетический спектр электронов обедняется в области низких энергий за счет увеличения числа частиц в высокоэнергетичной области и зависит от полярности пульсирующего поля.

Рассмотрен механизм авторезонансного ускорения релятивистского сгустка электронов, инжектируемых вблизи фокальной плоскости лазерного излучения основной моды. Показано, что на расстоянии порядка удвоенной рэлеевской длины образуется трубчатый электронный пучок. Ширина пучка и средняя энергия определяются условиями инжекции.

Показана возможность генерации высоковольтных импульсов в автоколебательном режиме горения пучково‐плазменного разряда. Импульсы отрицательного напряжения с амплитудой до 40 кВ регистрируются на контактирующем с плазмой электроде, постоянное отрицательное напряжение смещения которого составляет 200—300 В.

Представлено исследование возможности создания термолюминесцентного дозиметра на основе синтетического алмазного материала. На основе анализа экспериментального материала изготовлен образец синтетического алмаза с заданными свойствами, на базе которого создан дозиметрический термолюминесцентный детектор. Проведено исследование дозиметрических свойств. При дозах облучения свыше 1 Гр отклик детектора нелинеен и насыщается при дозе более 20 Гр.

Представлено численное моделирование рамановского рассеяния при распространении лазерного излучения в докритической плазме поперек внешнего магнитного поля. Показано, что на линейной стадии развития рамановской неустойчивости магнитное поле снижает инкремент для рассеяния вперед и увеличивает инкремент для обратного рассеяния. С ростом величины магнитного поля усиливается стохастический нагрев электронов плазмы в области обратного рассеяния.

Исследован при атмосферном давлении в воздухе комбинированный (сдвоенный) барьерный электрический разряд. Он создается в разрядной камере двумя парами электродов различных конфигураций, подсоединенных к двум автономным высоковольтным источникам питания. Исследован плазмохимический синтез озона в воздухе при атмосферном давлении в зависимости от параметров каждого из контуров разряда. Анализ проводился с точки зрения эффективности и практического применения комбинированного барьерного разряда.

Получены общие выражения для компонент вектора усредненной (пондеромоторной) силы, действующей на релятивистскую заряженную частицу в поле волны произвольной Hmn‐моды в прямоугольном волноводе. Показано, что в направлении распространения волны усредненная сила, в общем, отсутствует. Однако при определенных условиях ввода частицы в поле волны усредненная сила может быть отличной от нуля.

Экспериментально исследовано взаимодействие микроплазменных разрядов с образцами из технического титана ВТ1. Амплитуда импульсного тока микроплазменных разрядов составляла 200 А при длительности импульса 20 мс. Число импульсов микроплазменных разрядов варьировалось от 1 до 10. В результате микроплазменной обработки на образцах титана формируется сплошной переплавленный сильно упрочненный приповерхностный слой толщиной до 10 мкм. По сравнению с исходным состоянием образцов упрочненный микроплазменными разрядами приповерхностный слой титана характеризуется следующими наилучшими параметрами: микротвердость слоя увеличивается в 5 раз, предельно допустимое давление на образцы при трении повышается в 20 раз, интенсивность изнашивания при трении снижается на три порядка, а коэффициент трения уменьшается в 6 раз.

Исследован процесс формирования электрогидродинамического потока в атмосферном воздухе при использовании высокочастотного барьерного разряда, распределенного по поверхности диэлектрика. Рассмотрено влияние изменения параметров полностью твердотельного генератора импульсов с амплитудой напряжения 0—12 кВ, перестраиваемой частотой следования импульсов 10—25 кГц и длительностью импульсов 7 мкс на ток плазменного эмиттера ионов и скоростные характеристики воздушного потока.

Рассмотрена методика изготовления таблеток на основе палладия и титана, насыщенного дейтерием. Таблетки, облученные встречными пучками электронов, являются источником дейтронов высоких энергий, значительно превышающих тепловые значения.

Сообщается о физической модели метода молекулярной диагностики среды по оптическому сигналу, фиксирующему результат самоорганизации ансамбля оптически активных наночастиц электрон-ион под действием коллектива полей упругого столкновения молекул-детекторов (например СО) с молекулами-источниками (N2) и когерентной бигармонической световой волны. Обоснован принцип и механизм самоорганизации в молекулярном газе ансамбля наночастиц электрон-ион на индуцированном магнитодипольном переходе, на частоте которого генерируется сигнал, характеризующий чувствительность метода. Показано, что чувствительность предложенного метода, в среднем, на пять порядков выше, чем методалазерно-индуцированной флуоресценции (ЛИФ-метода).

Представлены результаты экспериментальных исследований взаимодействия фемтосекундных лазерных импульсов гигаваттной мощности с подвешенными каплями дистиллированной воды миллиметровых размеров. Исследована временная и пространственная динамика развития очагов оптического пробоя в объеме жидкой частицы, ее взрывная фрагментация в результате испарения и взрыва перегретых областей, а также спектральные характеристики свечения водной частицы.

Элементарным источником эйнштейновской гравитации является r-4 радиальная плотность массы‐энергии, а не дельта‐операторная плотность, используемая в общепринятой модели точечной частицы в пустом пространстве. Парадигма общего пустого пространства для возможных положений материальных точек в теории классических полей должна быть заменена альтернативным подходом с пересекающимися материальными пространствами элементарных энергетических распределений, которые формируют нелокальную и неделимую Вселенную.