Новое в прикладной физике

Представлен алгоритм моделирования систем формирования винтовых электронных пучков для запитки гиротронов, позволяющих учитывать типичные виды нарушений азимутальной симметрии системы. Выполнен анализ магнетронно-инжекторной пушки гиротрона диапазона 260 ГГц на второй гармонике гирочастоты в условиях смещения оси пучка в пределах 0.5 мм. Показано, что наличие несоосности оказывает значительное влияние на азимутальное распределение питч-фактора.

Показано, что в процессе ионной бомбардировки освещение может изменять выход вторичных ионов из фоточувствительных полупроводников (вторично-ионный фотоэффект). Дана классификация наблюдаемого явления по реакции на освещение: определены нормальный и аномальный вторично-ионные фотоэффекты. Нормальный фотоэффект проявляется в уменьшении выхода положительных вторичных ионов кадмия при освещении мишени CdS-PbS в результате уменьшения работы выхода электрона.

Строится марковская аналитическая нестационарная статистическая модель электронной эмиссии, явным образом учитывающая случайный характер времени функционирования эмиттера. Получены соотношения, связывающие микропараметры модели, ее вероятностные эмиссионные и надежностные характеристики и дающие оценку среднего ожидаемого времени жизни катода после определенного уровня наработки.

Разработаны и изучены методы создания острийных полевых эмиттеров с покрытиями из молекул фуллерена С60. Определены закономерности и механизмы формирования микроструктур на поверхности фуллереновых покрытий в процессе их создания, а также при термической и полевой их обработке. Созданы эмиттеры с фуллереновым покрытием, обеспечивающие стабильные токи до 150 мкА в статическом и до 1.5–2 мА в импульсном режимах с одиночного субмикронного острия. Изучено активирование полевых эмиттеров с фуллереновым покрытием потоками атомов и ионов калия.

Рассмотрена слоистая мультиферроидная структура типа феррит–сегнетоэлектрик, ограниченная в поперечном направлении. Исследовано влияние воздушного зазора между слоями волноведущей структуры на свойства поперечных мод гибридных волн, образованных в результате взаимодействия волн парциальных систем.

Применительно к реализованному в ИПФ РАН непрерывному гиротрону с рабочей частотой 263 ГГц киловаттного уровня мощности различными методами выполнено моделирование взаимодействия электронного потока с высокочастотным полем резонатора.

Выполнено проектирование экспериментального релятивистского гиротрона 3 мм диапазона длин волн с электронным пучком с энергией 250 кэВ с рекордными выходными параметрами (мощность генерации 5–10 МВт, КПД 35–40%, длительность СВЧ-импульса 0.5–1.0 мкс).

В статье приведены последние опубликованные в литературе данные о разработке и исследовании перспективных полевых эмиттеров из углеродных нанотрубок, графена и полупроводников. Анализируются возможности получения больших плотностей и токов полевой эмиссии, а также возможности обеспечения долговечной работы эмиттеров в высоковольтных электронных приборах.

В работе представлены некоторые результаты исследования трехсантиметрового магнетрона. Измерены зависимости активной и реактивной электронной проводимости от анодного напряжения и высокочастотного напряжения на колебательной системе. Построены аппроксимирующие формулы, необходимые для расчета переходных процессов в СВЧ-системах ускорителей электронов.