Изложена общая теория плазменных источников малой мощности, основанных на высокочастотном (ВЧ) методе нагрева и поддержания плазмы. Частота ВЧ-поля лежит между ионной и электронной ленгмюровскими и циклотронными частотами во внешнем продольном магнитном поле, параллельном скорости истечения плазмы. В этих условиях процессы проникновения и поглощения ВЧ-поля в плазму определяются чисто электронной компонентой плазмы. Вместе с тем длина волны ВЧ-поля в вакууме намного превосходит геометрические размеры источника, что позволяет использовать квазистатическое (неволновое) приближение. Рассмотрены примеры цилиндрического и плоского источников плазмы, а также экспериментальной реализации такого источника
Дано описание методики гарантированного получения пространственно локализованного микроволнового разряда сфероидной формы в спокойной атмосфере и измерены его основные характеристики в стационарной стадии и в режиме свободного движения в воздухе. Стационарный режим горения описывается в общих чертах теорией равновесных СВЧ-разрядов с учетом измеренного характера движения газа из-за свободной конвекции. Режим свободного движения объясняется по аналогии с движением термиков в Земной атмосфере
Работа посвящена изучению возможности применения метода плазмохимического синтеза поликристаллических алмазных плёнок в плазме факельного СВЧ-разряда при атмосферном давлении для покрытия рабочей поверхности твердосплавных режущих инструментов с целью увеличения их износостойкости. Режущий инструмент из поликристаллических алмазов находит применение, прежде всего, в станкостроении, автомобильном и сельскохозяйственном машиностроении, авиастроении при точении цветных металлов, титановых, абразивных алюминиевых сплавов, керамических и композиционных материалов. Лучший способ повысить прочность и устойчивость к износу твердосплавных режущих инструментов состоит в том, чтобы на поверхность твердосплавных или PDC-режущих вставок дополнительно нанести монолитный поликристаллический CVD-алмазный слой. Непосредственному нанесению поликристаллического алмазного слоя на поверхность резцов с хорошей адгезией мешает наличие кобальта, цементирующего режущие инструменты. Обсуждаются вопросов выбора лучшего материала и технологии создания изолирующего слоя между алмазом и твердым сплавом и технологии последующего осаждения на него алмазного покрытия в плазме СВЧ-факела.
Сформулированы основы кумулятивной 3D-кристаллодинамики положительно заряженных плазмоидов, в которых локализованный ферми-газ формирует e-мембрану и ионные решётки. Ряд явлений в таких фрактализованных плазмоидах имеет аналоги в твердых телах и металлах. Аналитически: 1) рассчитаны коэффициенты объёмного сжатия кристаллов IV группы элементов; 2) исследованы поляризационный эффект, открытый автором, и эффект Казимира. Аналитически выявлены области их относительного доминирования.
Исследована полевая эмиссия в разных вариантах структуры и материалов автокатода. Найдены условия оптимизации коэффициента усиления поля на автокатоде в условиях: структура — точечный (острийный) эмиттер, удалённый от (плоского) коллектора; материалы — узкозонные полупроводники А3В5. На зёрнах этих материалов микронного размера можно получить коэффициент усиления поля более 103, значения плотности тока эмиссии до 1А/см2.
В работе представлены данные экспериментального исследования формирования искрового канала, где в результате плавления вискера образуется катодное пятно с последующим дрейфом из него термоэлектронного пучка. Измерены параметры плазмы в различных типах разрядов. По регистрируемым спектрам ионных и атомных линий определялась концентрация электронов, а по их относительным интенсивностям — температура электронов в моменты образования стримера, канала и дуги.
На туннельном микроскопе исследованы ВАХ в автоэмиссионном наноконтакте вольфрамовый микрозонд—микрозерно поверхности полупроводников А3В5. ВАХ эмиссии из зёрен GaAs соответствуют теории полевой эмиссии из металлов, а узкозонных InSb и InAs — эмиссии из приповерхностных электронных состояний. В режимах эмиссии и инжекции наблюдались важные для практики явления низкополевой эмиссии и ограничений тока локализованным зарядом. Результаты объясняются в рамках модели кулоновского взаимодействия и локализации лёгких электронов.
В обзоре представлено современное состояние генераторов пучков электронов для технологических применений. Представлены как импульсные, так и стационарные генераторы, работающие на различных физических принципах. Обзор предназначен для специалистов, чьей основной специальностью не являются пучки электронов, однако пучки могут быть полезны для реализации тех или иных технологических процессов. Основная цель обзора — представление современной литературы по генерации пучков электронов и их применению для реализации различных технологических процессов.
В работе приводятся данные экспериментальных исследований фокусировки сильноточного пучка ионов дейтерия с энергией 80 кВ на дейтерийсодержащую мишень (показана возможность получения пучка с характерным поперечным размером в фокальной области на уровне 1 мм и плотностью тока более 5 A/см2) и измерений интенсивности потока нейтронов, возникающих при бомбардировке мишени за счет D-D реакции синтеза (нейтронный выход достигал 1010 нейтронов в секунду). Такой «точечный» источник нейтронов представляется перспективным для использования в нейтронной томографии.
В статье представлены результаты экспериментальных газодинамических исследований PIV-методом плазменных струй, сформированных коаксиальным барьерным разрядом в потоке аргона при атмосферном давлении. Разряд поддерживался синусоидальным напряжением с частотой 90 кГц. Показано, что периодические пробои, создаваемые барьерным разрядом в потоке, инициируют переход ламинарного течения в турбулентный режим даже при низких числах Рейнольдса. Результаты, полученные PIV-методом, обнаружили, что мощный БР существенно увеличивает коэффициент турбулентной диффузии в изначально турбулентном потоке. Установлено, что максимальная длина плазменной струи, на которой сохраняется ее плазмохимическая активность, определяется не только начальной скоростью струи, но и степенью ее расширения.