Выполнен анализ кинетических характеристик электронов и ионов при их дрейфе в инертных газах в условиях экспериментов с пылевой плазмой в разряде постоянного тока в трубке диаметром 2 см, давлении газа 0,33 Торр и токе 1,5 мА. Методом динамики многих частиц с розыгрышем столкновений по процедуре Монте Карло вычислены скорость дрейфа электронов, энергетический коэффициент Таунсенда, средняя энергия, коэффициент ионизации и доля энерговклада на возбуждение и ионизацию газа для случаев однородного и стратифицированного разрядов. Получены оценки потенциала стенки и плотности плазмы, проведено сравнение с экспериментом. Рассчитаны характеристики ионной компоненты, сделаны оценки влияния распыления никелевого катода на временные характеристики разряда.
The analysis of the kinetic characteristics of electrons and ions during their drift in inert gas-es under experimental conditions with dusty plasma in a direct current discharge in a tube with a diameter of 2 cm, a gas pressure of 0.33 Torr and a current of 1.5 mA was performed. The electron drift velocity, Townsend energy coefficient, average energy, ionization coeffi-cient, and the fraction of energy input to gas excitation and ionization for cases of homoge-neous and stratified discharges were calculated using the many-particle dynamics method with Monte Carlo collision simulation. Estimates of the wall potential and plasma density were obtained and compared with the experiment. The characteristics of the ion component are calculated and the influence of nickel cathode sputtering on the time characteristics of the discharge is assessed.
Идентификаторы и классификаторы
- Префикс DOI
- 10.51368/1996-0948-2025-4-51-58
Полученные в настоящей работе характеристики газоразрядной плазмы могут быть использованы для более точного определения характеристик пылевой компоненты в экспериментах с пылевой плазмой [1]
Список литературы
- Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Новиков Л. А., Павлов С. И., Голубев М. С., Машек И. Ч. / Журнал технической физики. 2023. Т. 93. № 10. С. 1429–1433.
- Грановский В. Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. – М.: Наука, 1971.
- Базелян Э. М., Райзер Ю. П. Искровой раз-ряд. – М.: Изд-во Моск. физ.-техн. ин-та, 1997.
- Лозанский Э. Д., Фирсов О. Б. Теория искры. – М.: Атомиздат, 1975.
- Polyakov D. N., Shumova V. V., Vasilyak L. M. / Plasma Physics Reports. 2017. Vol. 43. № 3. P. 397–404.
- Майоров С. А. / Физика плазмы. 2009. Т. 35. № 9. С. 869–880.
- Novac M. / Czech. J. Phys. B. 1960. № 10. P. 954–959.
- Kolobov V. I., Arslanbekov R. R. / Phys. Rev. E. 2025. Vol. 111. P. l015203–17.
- Голубовский Ю. Б., Кудрявцев А. А., Некуча-ев В. О., Прохорова И. А., Цендин Л. Д. Кинетика электронов в неравновесной газоразрядной плазме. – СПб.: Изд-во Санкт- Петербургского университета, 2004.
- Майоров С. А. / КСФ. ФИАН. 2013. № 9. С. 22–32.
- Kodanova S. K., Bastykova N. Kh., Rama-zanov T. S., Maiorov S. A. / Ukr. J. Phys. 2014. Vol. 59. № 4. P. 371–374.
- Майоров С. А., Голятина Р. И. / ТВТ. 2025. № 4 (в печати).
- Maiorov S. A., Golyatina R. I., Kodano-va S. K., Ramazanov T. S. / Plasma Physics Reports. 2024. Vol. 50. № 8. P. 1029–1041.
- Golyatina R. I., Maiorov S. A., Ragimkha-nov G. B., Khalikova Z. R. / Physical Sciences and Tech-nology. 2020. Vol. 7. № 1. P. 15–18.
- Maiorov S. A., Golyatina R. I. / Plasma Phys-ics Reports. 2018. Vol. 44. № 4. P. 5–10.
- Курбанисмаилов В. С., Голятина Р. И., Майоров С. А., Рагимханов Г. Б., Халикова З. Р., Рама-занов И. Г. / Прикладная физика. 2020. № 4. С. 24–31.
- Kolobov V. I., Golubovskii Y. B. / Plasma Sources Sci. Technol. 2022. Vol. 31. P. 094003.
Выпуск

С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Расчет спектральной плотности излучения чёрных (серых) тел и субволновых частиц Свиридов А. Н., Сагинов Л. Д., Хафизов Р. З.
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Метод экспресс-контроля интегрального коэффициента пропускания оптических элементов
Полесский А. В., Семенченко Н. А., Зарипов Ш. И., Машошин Д. А.
Модель и расчет скорости генерации и рекомбинации носителей зарядов для структуры ZnO/CH3NH3PbI3/NiO перовскитного солнечного элемента
Кармоков А. М., Козырев Е. Н., Агоев А. З., Молоканов О. А., Кармокова Р. Ю.
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Определение напряженности электрического поля в трансформаторном масле с помощью микрокапель воды
Панов В. А., Савельев А. С., Куликов Ю. М.
Накопление ионов в плазменной электростатической ловушке внутри облака заряженных микрочастиц в электрическом разряде
Поляков Д. Н., Шумова В. В., Василяк Л. М.
Влияние температуры электролита на образование мелкомасштабных пульсаций тока в газовом разряде с жидким катодом
Тазмеев Г. Х., Тазмеев А. Х.
О характеристиках положительного столба тлеющего разряда при низком давлении инертного газа
Майоров С. А., Голятина Р. И., Дзлиева Е. С., Kарасев В. Ю.
ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Метрологическое обеспечение цифровых измерений изображений неоднородности ямок травления в монокристаллах GaAs
Комаровский Н. Ю., Князев С. Н., Соколовская Э. А., Кудря А. В., Суханова А. С., Антонова В. Е., Молодцова Е. В.
Длительные полевые испытания коррозии и биообрастания образцов из нержавеющей стали в условиях тропического климата
Печеркин В. Я., Дешевая Е. А., Василяк Л. М., Фиалкина С. В.
Моно- и поликристаллические пленки германия и германий-олова, легированные атомами галлия в процессе газофазного осаждения
Шенгуров В. Г., Титова А. М., Алябина Н. А., Денисов С. А., Чалков В. Ю., Трушин В. Н., Кудрин А. В., Бузынин Ю. Н.
Электрофизические свойства структур (Pd-SiO2)/InP в атмосфере водорода Гребенщикова Е. А., Шутаев В. А., Добрычев Ф. А., Губанова Н. Н., Яковлев Ю. П. ЭЛЕКТРОННЫЕ, ИОННЫЕ И ЛАЗЕРНЫЕ ПУЧКИ
Абляция бескислородной меди бихроматическими наносекундными лазерными импульсами в воздушной среде
Железнов В. Ю., Лычковский В. В., Миколуцкий С. И., Рогалин В. Е., Хомич Ю. В., Чумаков А. Н.
Количественный ЭПР-анализ гамма-облученных семян пшеницы Меджидов И. М., Харламов В. А., Титова Д. И., Басырова Д. В., Чиж Т. В., Павлов А. Н.
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Развитие модели расчета теплопритоков для применения в разработке конструкции вакуумного криостатируемого корпуса фотоприемных устройств
Бабенко Д. Д., Банников М. В., Некрасов Г. И.
Получение GeO2 -SiO2 ионным распылением для изучения генерации лазерного диода с внешним планарным волноводным отражателем
Кононов М. А., Светиков В. В., Пустовой В. И.
Динамики переключения кремниевой пластины из низкотемпературного в высокотемпературное состояние при бистабильном режиме радиационного теплообмена с элементами лампового реактора
Овчаров В. В., Куреня А. Л., Пригара В. П.
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
Calculation of the spectral radiation density of black (gray) bodies and subwavelength particles
Sviridov A. N., Saginov L. D. and Khafizov R. Z.
PHOTOELECTRONICS
Integral transmittance express control method for optical elements
Polesskiy A. V., Semenchenko N. A., Zaripov Sh. I. and Mashoshin D. A.
Model and calculation of the rate of generation and recombination of charge carriers for ZnO/CH3NH3PbI3/NiO perovskite solar cell designs
Karmokov A. M., Kozyrev E. N., Agoev A. Z., Molokanov O. A. and Karmokova R. Yu.
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
Electric field strength measurements in transformer oil using microdroplets of water
Panov V. A., Saveliev A. S. and Kulikov Yu. M.
Accumulation of ions in an electrostatic plasma trap within a cloud of charged microparticles in an electric discharge
Polyakov D. N., Shumova V. V. and Vasilyak L. M.
Influence of electrolyte temperature on the formation of small-scale current pulsations in a gas discharge with a liquid cathode Tazmeev G. K. and Tazmeev A. K.
On the characteristics of the positive column of a glow discharge at low pressure of an inert gas
Maiorov S. A., Golyatina R. I., Dzlieva E. S. and Karasev V. Yu.
PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS
Metrological support of digital measurements of images of etch pit inhomogeneity in GaAs single crystals
Komarovskiy N. Y., Knyazev S. N., Sokolovskaya E. A., Kudrya A. V., Sukhanova A. S., Antonova V. E. and Molodtsova E. V.
Long-term field tests of corrosion and biofouling of stainless steel samples in a tropical climate
Pecherkin V. Ya., Deshevaya E. A., Vasilyak L. M. and Fialkina C. V.
In situ Ga-doped mono- and polycrystalline Ge and GeSn films deposited by HW CVD Shengurov V. G., Titova A. M., Alyabina N. A., Denisov S. A., Chalkov V. Yu., Trushin V. N., Kudrin A. V. and Buzynin Yu. N.
Electrophysical properties of (Pd-SiO2 )/InP structures in hydrogen medium Grebenshchikova E. A., Shutaev V. A., Dobrychev F. A., Gubanova N. N. and Yakovlev Yu. P. ELECTRON, ION AND LASER BEAMS
Ablation of oxygen-free copper by bichromatic nanosecond laser pulses in air
Zheleznov V. Yu., Lychkovskiy V. V., Mikolutskiy S. I., Rogalin V. E., Khomich Yu. V. and Chumakov A. N.
Quantitative EPR analysis of gamma-irradiated wheat seeds Medzhidov I. M., Kharlamov V. A., Titova D. I., Basyrova D. V., Chizh T. V. and Pavlov A. N.
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
Development of a model for calculating heat flows for use in the design of a vacuum cryostatic housing for photodetectors
Babenko D. D., Bannikov M. V. and Nekrasov G. I.
Production of GeO2-SiO2 by ion sputtering for studying the generation of a laser diode with an external planar waveguide reflector
Kononov M. A., Svetikov V. V. and Pustovoy V. I.
Silicon wafer switching dynamics from low temperature to high temperature state in bistable mode of radiation heat exchange with elements of a lamp reactor
Ovcharov V. V., Kurenya F. L. and Prigara V. P.
Другие статьи выпуска
Проведен анализ поля яркости панорамных изображений дислокационной структуры монокристаллов GaAs (100), выращенных методом Чохральского. Алгоритм порога бинаризации был выбран на основе учета закономерностей формирования поля яркости. Отличия в виде распределения значений интенсивности яркости пикселов (в 256 оттенках серого) были оценены по величинам коэффициентов асимметрии и эксцесса Показано, что при сшивке отдельных кадров может сформироваться характерный «темный каркас» (сетка) в местах наложения отдельных кадров. Установлено, что при асимметричном характере распределения экспериментальных выборок результатов измерений элементов структуры оценки их различий или сходства по критерию Стьюдента и Смирнова могут не совпадать.
Экспериментально исследован газовый разряд с жидким электролитным катодом в следующих диапазонах параметров: ток 80–170 мА, температура электролита 5–70 С, межэлектродное расстояние 2–8 мм. В качестве катода был использован водный раствор хлорида натрия с молярной концентрацией 0,1 моль/л. Образование пульсаций тока рассмотрены в предположении капельного переноса вещества из водного раствора в плазму разряда.
Рассмотрен новый тип плазменной ловушки с электростатическим способом удержания положительно заряженных ионов внутри облака отрицательно заряженных микрочастиц в плазме положительного столба тлеющего разряда (комплексной плазме). Такая ловушка может представлять интерес для плазменных технологий при низких и криогенных температурах, так как характеризуется высокой концентрацией удерживаемых ионов и выделяет меньше тепла, чем плазма без микрочастиц. На основе данных эксперимента проведён расчёт параметров комплексной плазмы с использованием жидкостной модели и выполнена оценка эффективности накопления ионов в плазменной ловушке. Получено, что интенсивность накопления ионов в облаке микрочастиц может превышать или быть ниже интенсивности их образования в плазме свободного от микрочастиц разряда. В первом случае комплексная плазма находится в режиме эффективного удержания ионов, где ловушка является концентратором ионов, а во втором – в режиме неэффективного. Основываясь на значениях коэффициента относительного перегрева, показано, что комплексная плазма электрического разряда представляет собой более эффективный инструмент для создания необходимой концентраций холодных ионов, чем плазма без микрочастиц.
Экспериментальное определение напряженности импульсного электрического поля в жидком диэлектрике может быть затруднительно, когда требуется минимизировать вносимое измерением возмущение. Оптический метод, основанный на эффекте Керра, применим при достаточно высоких напряженностях. В качестве альтернативного решения могут выступать введенные микрокапли воды, дробление которых в электрическом поле определяется его амплитудой и наступает при электрическом капиллярном числе CaE 0,2. Проведены экспериментальное и расчетно-теоретическое исследования для капель одного размера, которые показали потенциальную применимость данного способа. Обсуждается влияние глубины резкости оптической си-стемы и начального заряда капель на точность измерений.
Предложена модель, позволяющая рассчитать параметры перовскитного солнечного элемента структуры ZnO/CH3NH3PbI3/NiO с контактными слоями ITO и Ag. Построена зонная диаграмма предложенной структуры и проведен расчет ее фото-электрических параметров энергетической эффективности. Согласно расчетам квантовая эффективность поглощающего слоя перовскита в изученной части спектра солнечного излучения в среднем составляет около 90 %. Показано, что в интервале длин волн регистрируемого излучения от 0,38 мкм до 0,76 мкм значение коэффициента поглощения в перовските более чем в 2 раза превосходит поглощение в пленках ITO и ZnO. По-строены профили распределения скоростей генерации и рекомбинации электронно-дырочных пар в функциональных слоях структуры, из которых видно, что скорость генерации носителей достигает значения 1022 см–3c–1, что на несколько порядков величины превосходит скорости захвата электронов и дырок.
Представлены результаты технической реализации метода экспресс-контроля интегрального коэффициента пропускания оптических элементов по образцу-спутнику с помощью матричного фотоприемного устройства. Измерение коэффициента пропускания основано на измерении дифференциального потока излучения. Небольшие мо-дификации метода позволяют использовать его для измерения интегрального коэффициента внутреннего пропускания (или поглощения) материала и измерения интегрального коэффициента пропускания объектива.
Предложена новая методика расчетов спектральных мощностей излучения субволновых частиц, в которой расчеты выполняются с использованием зависимости добротности электрически малых радиоантенн (ESA) от их относительных (по отношению к длине излучаемой волны) размеров. Получена формула для расчета спектральной плотности излучения абсолютно чёрных (серых) тел и субволновых частиц, а также соотношение для расчетов мощности, излучаемой в одной пространственно-спектральной моде чёрных (серых) тел и субволновых частиц. Приведены новые варианты представления спектральных зависимостей по формулам Планка и Стефана-Больцмана.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400