С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Якубович Б. И. Электрические флуктуации и многозарядные ловушки в полупроводниках 443
Марков О. И. Градиентно-варизонные сплавы висмут-сурьма 447
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Сергейчев К. Ф., Душик В. В., Иванов В. А., Лаптева В. Г., Лахоткин Ю. В., Лукина Н. А., Борисенко М. А., Поддубная Л. В. Газофазный плазмохимический синтез поликристаллического алмазного покрытия рабочей поверхности твердосплавных режущих инструментов в плазме СВЧ-факельного разряда (обзор) 453
Сахаров А. С., Иванов В. А., Коныжев М. Е. Численное моделирование методом частиц в ячейке мультипакторного разряда на диэлектрике в плоскопараллельном волноводе 476
Артемьев К. В., Давыдов А. М., Иванов В. А., Коссый И. А., Лукьянчиков Г. С., Моряков И. В. Микроволновый капиллярный факел как средство воздействия на электрофизические характеристики металлической по-верхности 486
Герман В. О., Глинов А. П., Головин А. П., Козлов П. В. Изучение воздействия внешнего магнитного поля на устойчивость электродугового разряда 498
Наумов Н. Д. Обобщение решения уравнения Шафранова для нестационарного случая 505
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Бурлаков И. Д., Дирочка А. И., Корнеева М. Д., Пономаренко В. П., Филачев А. М. Твердотельная фотоэлектроника. Современное состояние и прогноз развития (обзор к 50-летию факультета физической и квантовой электроники Московского физико-технического института) 509
Патрашин А. И., Бурлаков И. Д., Иванов Г. А. Аналитическая модель вероятности безотказной работы многорядного МФПУ 520
Козлов К. В., Соляков В. Н., Кузнецов П. А., Полесский А. В., Хамидуллин К. А., Семенченко Н. А., Бедарева Е. А. Исследование частотных характеристик многоразрядного МФПУ с режимом ВЗН 528
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Мелкумян Б. В. Лазерный акселерометр с динамическим изменением моды излучения 539
ИНФОРМАЦИЯ
Правила для авторов 548
Бланк для подписки на 2014 г. 550
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
B. I. Yakubovich Electrical fluctuations and multicharge traps in semiconductors 443
O. I. Markov Gradient variband alloys of bismuth-antimony 447
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
K. F. Sergeichev, V. V. Dushík, V. A. Ivanov, V. G. Lapteva, Yu. V. Lakhotkin, N. A. Lukina, M. A. Borisenko, and L. V. Poddubnaya MPACVD plasma chemical synthesis of polycrystalline diamond coating on the working surface of carbide cutting tools in the microwave plasma torch discharge 453
A. S. Sakharov, V. A. Ivanov, and M. E. Konyzhev Particle-in-cell simulations of a multipactor discharge on a dielectric in a parallelplate waveguide 476
K. V. Artem’ev, A. M. Davydov, V. A. Ivanov, I. A. Kossyi, G. S. Luk’yanchikov, and I. V. Moryakov Microwave capillary torch as a means for action on electrophysical characteristics of metallic surface 486
V. O. German, A. P. Glinov, A. P. Golovin, and P. V. Kozlov Studying of an exterior magnetic field action on stability of an electric arc 498
N. D. Naumov Non-stationary generalization of Shafranov’s equation solution 505
PHOTOELECTRONICS
I. D. Burlakov, A. I. Dirochka, M. D. Korneeva, V. P. Ponomarenko, and A. M. Filachev Solid state photoelectronics: the current state and new prospects (Review on the 50th Anniversary of the Faculty of Physical and Quantum Electronics of the Moscow Physicotechnical Institute) 509
A. I. Patrashin, I. D. Burlakov, and G. A. Ivanov No-failure operation analytical model of linear array 520
K. V. Kozlov, V. N. Solyakov, P. A. Kyznetsov, A. V. Polessky, K. A. Khamidullin, N. A. Semenchenko, and E. A. Bedareva Mathematical model of TDI FPA 528
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
B. V. Melkoumian Laser accelerometer with dynamic change of the radiation mode 539
INFORMATION
Rules for authors 548
Subscription to the Journal. 2014 550
Статьи в выпуске: 6
Проведено исследование способов стабилизации и дестабилизации разряда, связанных с наложением внешнего магнитного поля посредством системы линейных токов, включенных последовательно с разрядом. Получены данные о влиянии конфигурации внешнего магнитного поля на движение и форму дугового столба, размеры и скорости перемещения его опорных пятен и электродных струй-факелов. Определены статистические плотности распределения состояний разряда по мощности.
Фундаментальная задача, поставленная в настоящей работе, заключалась в исследовании возможности реализации в условиях свободного пространства в воздушной среде атмосферного давления взрывного образования металлической микроплазмы, обнаруженного и изученного ранее при контактах металлической поверхности с бесстолкновительной плотной и относительно горячей плазмой, получаемой в разрядах низкого давления.
Прикладная задача, стимулировавшая постановку экспериментов, заключалась в использовании поверхностных микровзрывов для создания поверхностной «шероховатости», способной существенно уменьшить вторично-эмиссионную способность металла и, таким образом, уменьшить вероятность или полностью исключить возможность возбуждения вторично-эмиссионных электронных микроволновых разрядов, ограничивающих уровень микроволновой мощности, принимаемой или передаваемой космическими спутниками связи.
Основные результаты, полученные в ходе выполнения исследований, состоят в следующем:
- впервые в условиях открытого пространства при атмосферном давлении воздушной среды реализована основанная на применениии импульсного капиллярного микроволнового факела схема эксперимента, позволяющая осуществить возбуждение взрывоэмиссионное образование микроплазмы на поверхности металла;
- проведена обработка поверхности алюминиевой пластины многократным облучением плазменной струёй капиллярного микроволнового разряда и показано, что в результате взрывоэмиссионных микроискрений происходит трансформация исходно гладкой поверхности в поверхность «шероховатую», представляющую из себя множество микронных размеров выступов и впадин («микрократеров»);
- максимальный коэффициент вторичной электронной эмиссии max «шероховатой» («рифлённой») поверхности снтжается от 2 для необработанного образца до 0,4 для обработанного образца, и остаётся стабильно низким в течение длительного пребывания образца в атмосфере.
Последний результат позволяет рассматривать предложенный и исследованный метод воздействия на металлическую поверхность, как способ обработки элементов бортовой спутниковой радио-электронной системы с целью подавления вторичноэмиссионных электронных разрядов («мультипакторов»), приводящих к временному нарушению работы или к невосстанавливаемому разрушению компонентов аппаратуры.
Разработан двумерный в координатном пространстве и трехмерный в пространстве скоростей численный код, основанный на методе частиц в ячейке, для моделирования мультипакторного разряда на диэлектрике, помещенном в плоскопараллельный волновод, с учетом вторичной электронной эмиссии с поверхности диэлектрика и стенок волновода, конечной температуры вторичных электронов, пространственного заряда электронов, а также упругого и неупругого отражения электронов от диэлектрика и стенок волновода. Код позволяет моделировать различные стадии мультипакторного разряда, начиная с возникновения электронной лавины и заканчивая стадией насыщения. Показано, что из-за утечки электронов на стенки волновода порог развития одностороннего мультипактора на диэлектрике, помещенном в зауженный волновод с абсорбирующими стенками, увеличивается по сравнению с порогом в случае неограниченного диэлектрика. Обнаружено, что, в зависимости от напряженности СВЧ-поля и вторично-эмиссионных характеристик стенок волновода, могут реализоваться два режима мультипакторного разряда. В первом режиме, который реализуется при относительно низких напряженностях СВЧ-поля, мультипакторный разряд развивается только на диэлектрике, поверхность которого заряжается положительно относительно стенок волновода. Во втором режиме, который реализуется при достаточно высоких напряженностях СВЧ-поля, происходит одновременное возбуждение одностороннего мультипактора на поверхности диэлектрика и двустороннего мультипактора между стенками волновода. В этом случае поверхность диэлектрика и пространство между стенками волновода приобретают отрицательный потенциал. Показано, что учет отражения электронов от поверхности диэлектрика и стенок волновода приводит к появлению высокоэнергетических хвостов функции распределения электронов.
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.
Рассмотрены вопросы формирования электрических флуктуаций в полупроводниках многозарядными ловушками, образованными дефектами структуры. Проанализированы флуктуации, связанные с дефектами структуры различных типов. Вычислено выражение общего вида для спектра флуктуаций, вызванных многозарядной ловушкой. Дано количественное описание электрических флуктуаций в полупроводниках, обусловленных группой многозарядных ловушек.
Проанализирована возможность повышения термоэлектрической добротности сплавов висмут-сурьма с помощью формирования направленной неоднородности распределения компонентов сплава. Увеличение термоэлектрической эффективности градиентно-варизонных сплавов висмут-сурьма подтверждено экспериментально.