Введение
Глава1. Газовые разряды низкого давления и механизмы электронной эмиссии 22
1.1 Основные механизмы электронной эмиссии 22
1.2. Тлеющие разряды 30
1.3. Высокочастотные разряды 32
1.4. Вторично-эмиссионное усиление разрядного тока в высокочастотном мультипакторном разряде 34
1.5. Пучково-плазменный разряд 38
1.5.1. Основные области применения ППР 38
1.5.2. Генерация и нагрев плазмы в магнитных ловушках с помощью ППР 40
1.5.3. Разделение изотопов и элементов в плазменных центрифугах 47
1.5.4. Неравновесная плазмохимия 49
1.5.5. Электронно-лучевые технологии 51
1.5.6. Источники многозарядных ионов 52
1.5.7. Коллективные методы ускорения и генераторы электромагнитных колебаний 53
1.6. Усиление вторичной эмиссии в присутствии тонких диэлектрических слоев на металлической подложке 55
1.6.1. Условия образования диэлектрической пленки 62
1.6.2. Контактные явления на границе металл-диэлектрик 65
1.6.3. Нейтральный контакт 66
1.6.4. Запирающий контакт 67
1.6.5. Омический контакт 68
1.6.6. Поверхностные состояния 70
1.7. Явления в диэлектриках при наличии в них сильных электрических полей 71
1.7.1. Снижение потенциального барьера и эффект Шоттки и автоэлектронная эмиссия из металла в свободную зону диэлектрика 72
1.7.2. Прыжковая проводимость 73
1.7.3. Эффект Пула-Френкеля 73
1.8. Вторичная эмиссия протяженных диэлектриков 76
Выводы к главе 1 77
Глава 2. Экспериментальная установка для исследования вторично-эмиссионной неустойчивости и возбуждения высокочастотных автоколебаний в коллекторной системе пучково-плазменного разряда 79
2.1. Общая схема установки ПР-2 79
2.2. Средства диагностики 85
2.2.1. Зондовая диагностика 85
2.2.2. Встраиваемые масс-анализаторы 92
2.2.3. Диагностические средства для регистрации автоколебаний 98
2.3. Опытный образец автоколебательного модуля 101
Выводы к главе 2 107
Глава 3. Условия появления N-образной ВАХ плазменно-поверхностного контакта и методы исследования его устойчивости 108
3.1. Эмиссионные неустойчивости протекания тока через плазменно-поверхностный контакт 110
3.2. Механизмы эмиссии и мгновенная ВАХ контактной поверхности в режиме АВЭР 115
3.3. Расчет мгновенной ВАХ плазменно-поверхностного контакта с повышенной вторичной эмиссией 117
3.4. Особенности мгновенной ВАХ ППК по вторично-эмиссионному механизму 126
3.5. Механизм усиления вторичной эмиссии в присутствии тонких диэлектрических слоев 129
3.6. Математическая модель динамической системы для плазменно-поверхностного контакта с N-образной ВАХ 140
3.6.1. Автоколебательные динамические системы 141
3.6.2. Эквивалентная цепь для описания протекания тока через плазменно-поверхностный контакт N-образной ВАХ 146
3.6.3. Простейший оператор эволюции для токового обмена в плазменно-поверхностном контакте 150
3.6.4. Классификация устойчивых и неустойчивых состояний 157
3.6.5 Диаграмма устойчивости плазменно-поверхностной динамической системы с N-образной ВАХ 165
3.6.6. Условия возникновения автоколебательной неустойчивости 169
3.6.7. Релаксационные автоколебания 171
3.6.8. Квазигармонические и ангармонические колебания 182
3.6.9. Устойчивые состояния плазменно-поверхностного контакта с N-образной ВАХ на участке с отрицательным дифференциальным сопротивлением 1190
3.6.10. Бистабильное состояние плазменно-поверхностного контакта 193
3.6.11. Моностабильные состояния плазменно-поверхностного контакта 196
3.7. Численное моделирование поведения ДС плазменно-поверхностного контакта, расчет фазовых траекторий, осциллограмм тока и напряжения 198
3.8. Об использовании высоковольтных релаксационных автоколебаний в ионно-плазменной технологии 209
3.9. Торцевой зонд в автоколебательном режиме развертки 211
Выводы к главе3 221
Глава 4. Автоколебательные разряды повышенной мощности и их применение в генераторах плазменных потоков 224
4.1. Возникновение модулированных режимов АВЭР повышенной мощности 227
4.2. Автоколебательный разряд на собственных резонансных частотах 231
4.2.1. Собственные колебания АВЭР в приближении коаксиальной линии 231
4.2.2. Автоколебательный разряд геликонного типа 238
4.2.3. Структура геликонных волн 244
4.2.4. Возбуждение и усиление геликонных колебаний в плазмозаполненном резонаторе 252
4.3. Самосогласованная модуляция автоколебаний в цепи контактной поверхности за счет собственной эмиссии дополнительной надтепловой группы электронов 257
4.4. Генерация высоковольтных импульсов при индуцированной потере поверхностной пленкой диэлектрических свойств 262
4.5. Формирование высоковольтных импульсов с применением больших индуктивностей 268
Выводы к главе 4 275
Глава 5. Униполярные автоколебательные вторично эмиссионные разряды (УАВЭР) 276
5.1. Условия возбуждения УАВЭР с одним коллектором 279
5.2. УАВЭР в условиях локального нарушения амбиполярности плазменных потоков 280
5.3. Эксперименты по возбуждению УАВЭР 281
5.4. Генерация, захват и мобилизация пылевых частиц при развитии вторично-эмиссионных неустойчивостей 288
Выводы к главе 5 294
Основные результаты диссертации 296
Список использованной литературы 299
Условные обозначения и сокращения 316
