Продемонстрирована высокая эффективность диффузионной камеры в качестве детектора мягкого рентгеновского излучения для исследований импульсной высокотемпературной плазмы методами дифракционной спектроскопии высокого разрешения. В виде отдельных линий в спектре излучения низкоиндуктивной вакуумной искры удалось зарегистрировать характеристическое излучение K и K железа и излучение многозарядных ионов FeXVIII FeXXV. Согласно полученным результатам, признаком перехода к радиационному сжатию микропинча является появление в спектре излучения линии иона FeXVIII, что соответствует представлениям модели радиационного сжатия. На основе полученных экспериментальных данных высказана гипотеза о существовании механизма распада микропинча, отличающегося от ранее предложенного и обычно принимаемого во внимание перегревного механизма.
The high efficiency of the diffusion chamber as a soft X-ray detector for research of high-resolution pulsed high-temperature plasma by high-resolution diffraction spectroscopy is demonstrated. The characteristic emission of K and K iron and radiation of multicharged ions FeXVIII FeXXV have been registered as separate lines in the emission spectrum misconducting vacuum spark. According to the results, a symptom of the transition to the radiation compression micropinch is the appearance in the emission spectrum line of an ion FeXVIII that is consistent with the concept model of the radiative compression. On the basis of the obtained experimental data, the hypothesis of the existence of the mechanism of micropinch decay, which differs from the previously proposed and usually taken into account the overheating mechanism, is expressed.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 36690434
Диффузионная камера показала себя удобным и информативным средством диагностики для исследования импульсной высокотемпературной плазмы. Удобство состоит в том, что информация, необходимая для контроля характера процессов, протекающих в системе (разрядном устройстве), предоставляется практически on-line. Информативность – высокие чувствительность и пространственное разрешение позволили различать особенности и детали регистрируемых спектров, получаемых за единичный разряд, что не удалось бы при использовании в качестве детектора, например, рентгеновской фотопленки. Использование рентгеновского электронно-оптического преобразователя (ЭОП) может вести к некоторой потере пространственного разрешения при увеличении толщины конвертора – слоя сцинтиллятора, преобразующего рентгеновское излучение в излучение видимого диапазона – с целью увеличения чувствительности. Необходим поиск оптимума.
Зарегистрированные спектры рентгеновского излучения микропичевого разряда в плазме железа позволили обнаружить радиальное движение излучающих ионов со скоростью порядка (2÷3)105 м/с, что согласуется с ранее полученными результатами изучения корпускулярной эмиссии из микропинчевого разряда.
Согласно нашим результатам, признаком перехода к радиационному сжатию микропинча является появление в спектре излучения линии иона FeXVIII. Получены свидетельства опережающего развития ускорительных процессов (ускорение электронов в квазистатическом электрическом поле) по сравнению с процессом распада микропинча, что противоречит выводам теоретической модели радиационного сжатия.
На основе полученных экспериментальных данных высказана гипотеза о существовании механизма распада микропинча, отличающегося от ранее предложенного и обычно принимаемого во внимание, а именно, перегревного механизма.
Список литературы
1. Ишханов Б. С., Капитонов И. М., Кэбин Э. И. Частицы и ядра. – М.: Изд-во Либроком, 2013.
2. Горбачев С. Г. // Радиационная гигиена. 2009. Т. 2. № 2. С. 53.
3. Полухина Н. Г. // УФН. 2012. Т. 182. № 6. С. 656.
4. Ляпидевский В. К. // УФН. 1958. Т. 66. № 1. С. 111.
5. Веретенников В. А., Клячин Н. А., Крохин О. Н., Ляпидевский В. К., Семенов О. Г. // Физика плазмы. 1988. Т. 14. № 8. С. 993.
6. Клячин Н. А., Ляпидевский В. К., Максимов В. Ю. // ПТЭ. 1991. № 2. С. 77.
7. Калашников Н. П., Клячин Н. А., Поваляев О. А., Хоменко С. В. // Физическое образование в вузах. 2011. Т. 17. № 3. С. 42.
8. Вихрев В. В., Иванов В. В., Кошелев К. Н. // Физика плазмы. 1982. Т. 8. № 6. С. 1211.
9. Блинников С. И., Имшенник В. С. // Физика плазмы. 1982. Т. 8. С. 193.
10. Баронова Е. О., Вихрев В. В., Гурей А. Е., Долгов А. Н., Караев К. Т., Семенов О. Г. // Физика плазмы. 1998. Т. 24. № 1. С. 25.
11. Cuneo M. E., Waisman E. M., Lebedev S. V. et al. // Phys. Rev. E. 2005. Vol. 71. P. 046406.
12. Сорокин С. Ф. // Физика плазмы. 2013. Т. 39. № 2. С. 162.
13. Debolt N., Herschcovitch A., Johnson B. M. et al. // Rev. Sci. Instrum. 2002. Vol. 73. No. 2. Pt. 2. P. 741.
14. Bernal L., Bruzzone H. // Plasma Physics and Contr. Fusion. 2000. Vol. 44. No. 2. P. 223.
15. Веретенников В. А., Грибков В. А., Кононов Э. Я., Семенов О. Г., Сидельников Ю. В. // Физика плазмы. 1981. Т. 7. № 2. С. 455.
16. Гольц Э. Я., Житник И. А., Кононов Э. Я., Мандель штам С. Л., Сидельников Ю. В. // ДАН СССР. 1975. Т. 22. Вып. 3. С. 560.
17. Кононов Э. Я., Кошелев К. Н., Сидельников Ю. В. // Физика плазмы. 1977. Т. 3. С. 663.
18. Burkhalter P. G., Dozier C. M., Stalling C., Cowan R. D. // J. Appl. Phys. 1978. Vol. 49. P. 1092.
19. Долгов А. Н. // Физика плазмы. 1996. Т. 22. № 6. С. 663.
20. Баронова Е. О., Долгов А. Н., Якубовский Л. К. // ПТЭ. 2004. № 6. С. 1.
21. Аверкиев В. В., Долгов А. Н., Ляпидевский В. К., Савелов А. С., Салахутдинов Г. Х. // Физика плазмы. 1992. Т. 18. № 6. С. 724.
22. Долгов А. Н., Кириченко Н. Н., Ляпидевский В. К., Савелов А. С., Салахутдинов Г. Х. // Физика плазмы. 1993. Т. 19. № 1. С. 97.
23. Гулин М. А., Долгов А. Н., Кириченко Н. Н., Савелов А. С. // ЖЭТФ. 1995. Т. 108. № 10. С. 1309.
24. Долгов А. Н., Земченкова Н. В., Клячин Н. А., Прохорович Д. Е. // Физика плазмы. 2011. Т. 37. № 1. С. 79.
25. Веретенников В. А., Полухин С. Н., Семенов О. Г., Сидельников Ю. В. // Физика плазмы. 1981. Т. 7. С. 1199.
26. Шелковенко Т. А., Пикуз С. А., Мингалеев А. Р. и др. // Физика плазмы. 2008. Т. 34. № 9. С. 816.
27. Долгов А. Н., Клячин Н. А., Прохорович Д. Е. // Физика плазмы. 2014. Т. 40. № 9. С. 836.
28. Долгов А. Н. // Физика плазмы. 2005. Т. 31. № 8. С. 733.
1. B. S. Iskhanov, I. M. Kapitonov, and E. I. Kabin, Particles and Nuclei. (Moscow, Librokom, 2013) [in Russian].
2. S. G. Gorbachev, Radiation Hygiene 2 (2), 53 (2009).
3. N. G. Polukhina, Phys.-Usp. 182 (6), 656 (2012).
4. V. K. Liapidevskii, Sov. UFN 66 (1), 111 (1958).
5. V. A. Veretennikov, N. A. Klyachin, O. N. Krokhin, V. K. Liapidevskii, and O. G. Semenov, Plasma Physics 14 (8), 993 (1988).
6. N. A. Klyachin, V. K. Liapidevskii, and V. Yu. Maksimov, Instruments and Experimental Techniques, No 2, 77 (1991).
7. N. P. Kalashnikov, N. A. Klyachin, O. A. Povalyaev, and S. V. Khomenko, Fiz. Obraz. v Vuzakh 17 (3), 42 (2011).
8. V. V. Vikhrev, V. V. Ivanov, and K. N. Koshelev, Sov. Fiz. Plazmy 8 (6), 1211 (1982).
9. S. I. Blinnikov and V. S. Imshennik, Sov. Fiz. Plazmy 8, 193 (1982).
10. E. O. Baronova, V. V. Vikhrev, A. E. Gurei, A. N. Dolgov, K. T. Karaev, and O. G. Semenov, Plasma Physics Reports 24 (1), 25 (1998).
11. M. E. Cuneo, E. M. Waisman, S. V. Lebedev, et al., Phys. Rev. E. 71, 046406 (2005).
12. S. F. Sorokin, Plasma Physics Reports 39 (2), 162 (2013).
13. N. Debolt, A. Herschcovitch, B. M. Johnson, et al., Rev. Sci. Instrum. 73 (2), Pt. 2, 741 (2002).
14. L. Bernal and H. Bruzzone, Plasma Physics and Contr. Fusion. 44 (2), 223 (2000).
15. V. A. Veretennikov, V. A. Gribkov, E. Ya. Kononov, O. G. Semenov, and Yu. V. Sidelnikov, Sov. Fiz. Plazmy 7 (2), 455 (1981).
16. E. Ya. Golts, I. A. Zhitnik, E. Ya. Kononov, S. L. Mandelstam, and Yu. V. Sidelnikov, Dokl. Akademii Nauk SSSR 22 (3), 560 (1975).
17. E. I. Kononov, K. N. Koshelev, and Yu. V. Sidelnikov, Sov. Fiz. Plazmy 3, 663 (1977).
18. P. G. Burkhalter, C. M. Dozier, C. Stalling, and R. D. Cowan, J. Appl. Phys. 49, 1092 (1978).
19. A. N. Dolgov, Plasma Physics Reports 22 (6), 663 (1996).
20. E. O. Baronova, A. N. Dolgov, and L. K. Jakubowski, Instruments and Experimental Techniques, No. 6, 1 (2004).
21. V. V. Averkiev, A. N. Dolgov, V. K. Lyapidevsky, A. S. Savelov, and G. H. Salakhutdinov, Plasma Physics Reports 18 (6), 724 (1992).
22. A. N. Dolgov, N. N. Kirichenko, V. Liapidevskii, A. S. Savelov, and G. H. Salakhutdinov, Plasma Physics Reports 19 (1), 97 (1993).
23. M. A. Gulin, A. N. Dolgov, N. N. Kirichenko, and A. S. Savelov, JETP 108 (10), 1309 (1995).
24. A. N. Dolgov, N. In. Zemchenkov, N. A. Klyachin, and D. E. Prokhorovich, Plasma Physics Repoprts 37 (1), 79 (2011).
25. V. A. Veretennikov, S. N. Polukhin, O. G. Semenov, and Yu. V. Sidelnikov, Sov. Fiz. Plazmy 7, 1199 (1981).
26. T. A. Shelkovenko, S. A. Pikuz, A. R. Mingaleev, et al., Plasma Physics Reports 34 (9), 816 (2008).
27. A. N. Dolgov, N. A. Klyachin, and D. E. Prokhorovich, Plasma Physics Reports 40 (9), 836 (2014).
28. A. N. Dolgov, Plasma Physics Reports 31 (8), 733 (2005).
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Долгов А. Н., Клячин Н. А., Прохорович Д. Е. Результаты регистрации линейчатого рентгеновского спектра излучения микропинчевого разряда при моноимпульсной экспозиции детектора 463
Гаврилов С. А., Гавриш С. В., Петренко Н. Ю. Термодинамика испарения амальгамы цезия в газоразрядных приборах 471
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Яковлева Н. И. Анализ времени жизни в узкозонных полупроводниковых слоях HgCdTe 476
Холоднов В. А. К теории исследования всплеска фототока собственного фоторезистора при продольной и попе-речной облученности 485
Будтолаев А. К., Будтолаева А. К., Кравченко Н. В., Хакуашев П. Е., Чинарёва И. В., Тришенков М. А. Пороговая чувствительность типоразмерного ряда фотоприемных устройств на основе p–i–n- и лавинных InGaAs/InP-фотодиодов 494
Базовкин В. М., Варавин В. С., Васильев В. В., Глухов А. В., Горшков Д. В., Дворецкий С. А., Ковчавцев А. П., Макаров Ю. С., Марин Д. В., Мжельский И. В., Половинкин В. Г., Ремесник В. Г., Сабинина И. В., Сидоров Ю. Г., Сидоров Г. Ю., Строганов А. С., Царенко А. В., Якушев М. В., Латышев А. В. Мегапиксельное матричное фотоприёмное устройство среднего ИК-диапазона 501
Половинкин В. Г., Стучинский В. А., Вишняков А. В., Ли И. И. Фотоэлектрические характеристики многоэлементных ИК фотоприемных устройств c сотовой топологией фоточувствительной матрицы при регистрации точечных источников излучения 507 Айнбунд М. Р., Гарбуз А. В., Дементьев А. А., Левина Е. Е., Миронов Д. Е., Пашук А. В., Смирнов К. Я., Чернова О. В. Гибридные высокочувствительные цифровые телевизионные приборы для УФ и ИК спек-тральных диапазонов 514
Деомидов А. Д., Полесский А. В., Юдовская А. Д., Андосов А. И., Соляков В. Н. Аналитическое сравнение методов измерений энергетической характеристики чувствительности и динамического диапазона 518
Стрельцов В. А., Козлов К. В., Смирнова О. Д. Оптимизация частотной характеристики многорядных фотоприемных устройств для регистрации малоразмерных объектов 526
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Малышев И. В., Николаев Е. В. Расчёт, моделирование и экспериментальное исследование фильтрующих свойств полосно-заградительных кольцевых разрезных структур в составе копланарной линии передач 533
Гамкрелидзе С. А., Ильков В. К., Лисицкий А. П., Савельев Ю. Н. Монолитная интегральная схема малошумящего усилителя Х-диапазона 542
ИНФОРМАЦИЯ
Правила для авторов 547
Сводный перечень статей, опубликованных в журнале «Успехи прикладной физики» в 2018 г. 550
Перечень статей, переведенных и опубликованных в англоязычных журналах в 2018 г. 554
XLVI Международная Звенигородская конференция по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу 556
C O N T E N T S
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
A. N. Dolgov, N. A. Klyachin, and D. E. Prokhorovich Results of registration of the X-ray line spectrum of the discharge micropinch emission by a monopulse exposure detector 463
S. A. Gavrilov, S. V. Gavrish, and N. Yu. Petrenko Cesium amalgam evaporation thermodynamics in gas discharge devices 471
PHOTOELECTRONICS
N. I. Iakovleva Carrier recombination lifetime analysis for the HgCdTe narrow-gap layers 476
V. A. Kholodnov A piece of theory of the photocurrent splash in an intrinsic photoconductor under longitu-dinal and transverse illuminations 485
A. K. Budtolaev, A. K. Budtolaeva, N. V. Kravchenko, P. E. Khakuashev, I. V. Chinareva, and M. A. Trishenkov Threshold sensitivity of a standard series of photodetector based on pin and avalanche In-GaAs / InP photodiodes 494
V. M. Bazovkin, V. S. Varavin, V. V. Vasil’ev, A. V. Gluhov, D. V. Gorshkov, S. A. Dvo-retsky, A. P. Kovchavtsev, Y. S. Makarov, D. V. Marin, I. V. Mzhelsky, V. G. Polovinkin, V. G. Re-mesnik, I. V. Sabinina, Yu. G. Sidorov, G. Yu. Sidorov, A. S. Stroganov, A. V. Tsarenko, M. V. Ya-kushev, and A. V. Latyshev Megapixel matrix photodetector of the medium IR range 501
V. G. Polovinkin, V. A. Stuchinsky, A. V. Vishnyakov, and I. I. Lee Photoelectric characteristics of IR FPA detectors with honeycomb topology of photosensi-tive elements under illumination with point radiation sources 507
М. R. Ainbund, A. V. Garbuz, A. A. Dement’ev, E. E. Levina, D. E. Mironov, A. V. Pashuk, K. J. Smirnov, and O. V. Chernova Hybrid high sensitive digital TV devices for UV and IR spectral ranges 514
A. D. Deomidov, A. V. Polesskiy, A. D. Yudovskaya, A. I. Andosov, and V. N. Solyakov Analytical comparison of energy characteristics of sensitivity and dynamic range measur-ing methods 518
V. A. Streltsov, K. V. Kozlov, and O. D. Smirnova Optimization of the frequency response of multi-row photodetector devices for the regis-tration of small-sized objects 526
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
I. V. Malyshev and E. V. Nikolaev Calculation, modeling and experimental study of the filtering properties of band-barrier ring-shaped split structures in the coplanar transmission line 533
S. A. Gamkrelidze, V. K. Ilkov, A. P. Lisitskii, and Yu. N. Saveliev Monolithic integrated circuit of the X-band low noise amplifier based on the Al-GaN/AlN/GaN HEMT-transistor with the SiC substrate 542
INFORMATION
Rules for authors 547
The summary list of the articles published in Uspekhi Prikladnoi Fiziki in 2018 550
The list of articles translated and published in English language journals in 2018 554
XLVI International Zvenigorod Conference on Plasma Physics and Controlled Thermonu-clear Fusion 556
Другие статьи выпуска
Рассмотрены параметры средневолнового инфракрасного фотоприемного устройства, изготовленного в виде гибридной микросхемы на основе фокальной матрицы планарных n+–pпереходов HgCdTe с числом 20482048 элементов и кремниевого мультиплексора. Температурная зависимость обратного тока элементов в диапазоне 125–300 К имела характерную зависимость Аррениуса с энергией активации близкой к ширине запрещенной зоны полупроводника и лимитировалась диффузионной компонентой тока. При более низкой температуре ток лимитировался генерацией носителей с участием глубокого уровня локализованного вблизи середины запрещенной зоны. Гистограмма обнаружительной способности элементов матрицы имела вид симметричной кривой с максимумом и средним значением 1,31012 см Гц1/2/Вт.
В статье говорится об особенности проектирования импульсных ФПУ, связанной с необходимостью обеспечения квазиоптимальной фильтрации, обеспечивающей выделение сигнала из шумов фотодиода и усилителя. Показана одна из возможных простых реализаций квазиоптимального фильтра импульсного ФПУ на основе p–i–n- и лавинных InGaAs/InPфотодиодов. Представлены численный анализ зависимости пороговой чувствительности ФПУ на основе InGaAs/InP от длительности входного импульса излучения для различных диаметров фоточувствительного элемента для значений ёмкостей CФД и темновых токов IФД, а также оптимальные значения постоянной времени двойного RC-фильтра, обеспечивающие приемлемые длительности переднего фронта tmax при длительности входного импульса 0,5 = 10 нс для всего типоразмерного ряда ФПУ. Построены графики зависимости пороговой чувствительности ФПУ от длительности сигнала и диаметра фоточувствительного элемента. Сформулированы требования к структуре всех типов ФПУ для максимального выделения импульсного сигнала из шума.
Comparative analysis of splash of intrinsic photoconductivity of semiconductors with increasing concentration of recombination centers has been analyzed at low-level uniform and nonuniform illumination along of the electric field. Equation describing distribution of concentration of nonequilibrium charge carriers has been derived outside approximation of quasi-neutrality for arbitrary light beam profile along of the electric field. It follows from equation that due to photoinduced space charge, the splash of photoelectric gain in photoconductors under illumination perpendicular and along of the electric field should differ significantly at any conditions of recombination on current contacts. If photogeneration of charge carriers is nonuniform, then, unlike uniform photogeneration, the splash of photoelectric gain depends on the polarity of applied voltage. Note, that approximation of quasi-neutrality is insensitive to polarity. An analytical expression is derived for maximum value of electron photoelectric gain depended on concentration of recombination centers in the case of exponential photogeneration profile and sweep-out effect on contacts. Found relation between concentrations of nonequilibrium electrons and holes allows deriving an analytical expression for maximum value of hole photoelectric gain.
В работе представлены результаты моделирования времени жизни в узкозонных полупроводниковых слоях HgCdTe р- и n-типа проводимости в соответствии с механизмами рекомбинации Оже, излучательным и Шокли-Рида-Холла, используя эмпирические формулы Битти, Ландсберга и Блакемора (BLB), выведенные на основе kp модели Кейна с заданными начальными параметрами. Для структур HgCdTe р-типа проводимости состава x = 0,22 мол. дол., выращенных методом жидкофазной эпитаксии на подложках CdZnTe, методом приближения экспериментальных и теоретических данных рассчитаны характеристические коэффициенты |F1F2| и , значение которых находится в хорошем соответствии с аналогичными работами. Проведена оценка расположения энергетического уровня ловушек в запрещенной зоне материала р-типа проводимости.
В работе предложена методика расчета давления компонентов амальгамы цезия, учитывающая отклонения от закона Рауля при низких рабочих температурах этого сплава. Реализация предложенного алгоритма расчета давлений паров компонентов над амальгамой цезия позволяет прогнозировать механизм пробоя в части основного ионизируемого компонента, формирующего пробой межэлектродного промежутка газоразрядной лампы.
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