Based on the analysis of the dispersion relation for the low-frequency collective modes in the metals electron plasma, a nontraditional point of view on the nature of the anomalous skin-effect in the presence of a static magnetic field is proposed. It is shown that the last is the result of specific coupling of the electromagnetic modes, corresponding to the roots of the dispersion equation, and depends on the concrete electron energetic spectra's shape.

Методом мікрохвильової рефлектометрії спостережено полоїдальне поширення збурень густини плазми, створюваної ВЧ-способом у торсатроні "Ураган-3М". З використанням трьох полоїдально зсунутих зондуючих мікрохвильових пучків та кореляції сигналів різних рефлектометрів виміряно швидкість полоїдального поширення збурень густини, інтерпретованого як наслідок полоїдального обертання плазми. Радіальну залежність полоїдальної швидкості визначено шляхом зміни зондуючої частоти. Електричне поле оцінено на підставі вимірюваної полоїдальної швидкості та розрахованого значення магнітного поля.

У межах лінійного наближення теорії збурень розглянуто умови виникнення та розвитку нестійкості низькочастотних хвиль у плазмі, що знаходиться у зовнішньому магнітному і паралельному до нього слабкому квазістатичному електричному полі. Вважається, що кулонівські зіткнення описуються інтегралом зіткнень Батнагара - Гросса - Крука. Неоднорідність густини плазми вважаємо "одновимірною". У випадку довгохвильових збурень, що розповсюджуються майже перпендикулярно до зовнішнього магнітного поля, показано, що під час виконання деяких додаткових фізичних умов дисперсійне рівняння поліномом четвертого степеня відносно безрозмірної приведеної частоти. Рівняння розв'язано методом Ейлера, причому два із чотирьох одержаних коренів виявляються нестійкими відносно малих збурень. У випадку слабкої неоднорідності густини, коли іонний циклотронний радіус значно менший за середній характерний розмір неоднорідності, знайдено вирази для інкрементів розвитку нестійкості. Проведено числове моделювання на основі одержаних формул для значень основних параметрів плазми (густини, температури, напруженості магнітного поля), типових для атмосфери спалаху в активній області на Сонці. Виявлено, що нестійкість одного із коренів дисперсійного рівняння має чітко виражений пороговий характер, тобто виникає за певного значення амплітуди повільно зростаючого слабкого електричного поля.

Досліджено втрату енергії частинки на випромінювання Вавілова - Черенкова геліконів. Частинка рухається по гвинтовій лінії відносно постійного магнітного поля. Виявлено, що ці втрати енергії еквівалентні втратам енергії магнітного моменту, який утворений обертанням заряду. У цьому випадку магнітний момент рухається з постійною швидкістю відносно магнітного поля. Показано, що випромінювання Черенкова магнітного моменту є основою беззіткнувального загасання геліконів.

Представлено результати експериментальних робіт і надано опис різних теоретичних моделей, запропонованих для пояснення нових закономірностей, що спостерігаються в поведінці кінетичних властивостей двовимірного електронного газу за присутності мікрохвильового випромінювання.

Запропоновано опис поперечного електромагнітного поля у рівноважному середовищі одночастинковою матрицею густини та напруженостями полів. Розгляд проведено в межах квазірелятивістської квантової електродинаміки з використанням калібровки Кулона. За допомогою методу скороченого опису Боголюбова одержано статистичний оператор системи, а також рівняння Максвела та кінетичне рівняння для однофотонної матриці, яке містить напруженості поля. Встановлено зв'язок між законом дисперсії і коефіцієнтом згасання електромагнітних хвиль та характеристиками фотонів, які описуються кінетичним рівнянням.

Experiments presented in this work are a part of an extended study that examines the possibility of fabrication of oxynitride layers for future Si and SiC MOS structures by nitrogen implantation from RF plasma and subsequent plasma oxidation process. In order to avoid analysis of more complex Sic MOS devices, at this stage, the experiments were performed using silicon substrates. The obtained layers were characterized by means of ellipsometry, XPS and SIMS. The results of electrical characterization of MOS test structures fabricated with investigated layers used as gate dielectric, are also discussed.

Досліджено проблему стійкості магнітосферної плазми відносно МГД-збурень, що генеруються градієнтом тиску, у межах дипольної моделі геомагнітного поля з урахуванням граничних умов на іоносфері. Останню розглянуто як тонкий шар зі скінченною провідністю. Основну увагу приділено вивченню впливу провідності іоносфери (ПІ) на границю стійкості (ГС) збурень. Показано, що ГС не залежить від величини ПІ та визначається за допомогою жолобкових мод. Одержано аналітичний вираз для ГС.

This paper is devoted to the problem of diffraction of low frequency electromagnetic waves incident from a homogeneous magnetoactive plasma by a metal circular cylinder surrounded by radially inhomogeneous plasma sheath. The external magnetic field is parallel to a cylinder axis; the wavevector of incident plane wave is perpendicular to this axis. It is assumed that plasma is cold and perturbations in it are governed by Maxwell's and two-liquid hydrodynamic equations. The exact solutions for fields in both linear and power plasma sheath profile are obtained. The cross-sections for backward and forward scattering as a function of incident wave vector are derived for various parameters of task. The dependences of these cross-sections upon these parameters are analyzed. The inhomogeneous plasma sheath enhances the oscillation amplitude of the back scattering cross-section and changes in several times the value of the forward scattering cross-section.

Індекс рубрикатора НБУВ: В333.24

Рубрики:

Електромагнітні властивості плазми

Шифр НБУВ: Ж26988 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Досліджено вплив ефектів, зумовлених самоузгодженим заряджанням порошинок, на колективні явища у плазмі. Значну увагу приділено проблемі екранування макрочастинки, що заряджається плазмовими струмами. Вивчено вплив таких процесів на поздовжні хвилі у запорошеній плазмі. Запропоновано модель точкового стоку для опису зарядки порошинки. Аналітично розраховано ефективний потенціал і розподіли плазмових частинок навколо порошинки у випадку слабоіонізованої плази з джерелами іонізації та електронно-іонної рекомбінації, так і плазми без зіткнень. Вірогідність моделі доводить, що знайдені формули з високою точністю апроксимують раніше відомі числові розв'язки. На базі запропонованої моделі досліджено динамічне екранування порошинки, яка рухається з постійною швидкістю та показано, що порошинка може прискорюватись індукованим нею полем. Вивчено екранування порошинки у напівобмеженій плазмі та встановлено, що ефективний потенціал порошинки принципово відрізняється від потенціалу пробного точкового заряду. Зроблено узагальнення самоузгодженої лінійної кінетичної енергії запорошеної плазми для випадку присутності сферичних порошинок різного радіуса. Одержано вираз для діелектричної проникності. Проведено детальне числове дослідження дисперсійного рівняння. Показано, що присутність пороху у плазмі може суттєвою мірою впливати на дисперсію та затухання іонно-звукових коливань, з'ясовано основні механізми цього впливу.

  Скачати повний текст

Досліджено особливості розподілу електромагнітних полів у неоднорідній плазмі. Вивчено особливості розподілу полів, притаманні конкретним ситуаціям плазмових пасток, а саме відмінність форми перерізу плазмового шнура від кола, обмежені розміри плазмових установок, наявність периферійного прошарку плазми з малою густиною, дво- та тривимірна неоднорідності параметрів плазми. Розроблено засоби оптимізації роботи високочастотних плазмових джерел, нові шляхи використання високочастотних полів для нагрівання, впливу на надходження важких домішок до тороїдальної плазми та вилучення гелієвої золи із стеларатора-реактора. Запропоновано для великих токаманів нові методи діагностики розподілу густини плазми, полоїдального магнітного поля та Шафранівського зсуву за допомогою мікрохвильової рефлектометрії.

Висвітлено питання накопичення та утримання охолодженої зарядженої електронної плазми у пучково-плазмових системах внаслідок інжекції розмитого за швидкостями пучка електронів у дрейфовий канал, що перебуває у поздовжньому однорідному магнітному полі. Для дослідження даних явищ застосовано загальновідомі у фізиці плазми пасивні та активні діагностичні методики. Це дозволило виявити явище формування електронних вихрових структур і провести дослідження їх динаміки у самоузгодженій електростатичній динамічній пастці у пучково-плазмових системах. Результати вивчення містять інформацію про накопичення та утримання охолодженої зарядженої плазми і можуть стати альтернативою відомим засобам одержання й утримання холодної плазми. Результати дослідження коливальних процесів можуть бути використані в області прискорювальної техніки під час розробки систем транспортування пучків заряджених частинок, систем фазування та фокусування, а також розробки технологічних систем.

The linearized Vlasov equation is rewritten for charged particles in the two-dimensional axisymmetric plasma models using the cylindrical coordinates. There is described a method of its solution by the Fourier expansions of the perturbed distribution functions over the gyrophase angle in velocity space, conservation integrals of particle motion in the curvilinear magnetic field and smallness of the magnetization parameters. Such an approach allows us to evaluate the main contributions of untrapped and trapped particles to the transverse and longitudinal dielectric tensor components for electromagnetic waves in tokamaks, straight mirror-traps, laboratoty dipole magnetospheric plasmas and inner part of the Earth's magnetosphere.

Исследована амбиполярная диффузия (АПД) в электроотрицательной плазме. Рассмотрен случай плазмы, содержащей электроны, один сорт отрицательных ионов и два сорта положительных ионов. Получены формулы для коэффициента АПД, которые в предельных случаях (один сорт отрицательных ионов, электроположительная плазма) приводятся к хорошо известным результатам. Показано, что в плазме с плотностью отрицательных ионов, более чем в 10 раз превышающей плотность электронов, необходимо учитывать подвижность отрицательных и положительных ионов. Выяснено, что в сильно электроотрицательной плазме диффузия перестает быть амбиполярной, коэффициенты АПД заряженных частиц примерно равны их коэффициентам свободной диффузии.

This paper describes the electromagnetic properties of the waves in a magnetized plasma-filled waveguide with one transverse wavenumber being equal to zero. It was found, that despite zero denominators of the field expressions for such waves, the validity of these expressions is not violated. As a result it was shown that the wave frequency and field change continuously when one of its transverse wavenumbers crosses zero. It was also found, that the point of such crossing changes with the sign change of the wave azimuthal index.

Теоретично досліджено вплив зовнішнього магнітного поля та неоднорідності просторового розподілу густини плазми на коефіцієнт прозорості двошарової плазмової структури для р-поляризованої електромагнітної хвилі. Розглянуто випадок, коли за проходження хвилі крізь структуру вздовж межі плазмових середовищ поширюється поверхнева хвиля (ПХ). Досліджено залежність коефіцієнта прозорості структури від хвильового вектора, товщини шарів плазми, величини зовнішнього магнітного поля. Знайдено умови, за яких досягається повна прозорість. Показано, що якщо шари плазми товсті, то одна з умов повної прозорості збігається з дисперсійним рівнянням ПХ на межі двох напівобмежених магнітоактивних плазмових середовищ в геометрії Фойгта. Знайдено діапазони частот, в яких існують ПХ з додатним та від'ємним хвильовими числами. Досліджено залежність енергетичних характеристик ПХ від хвильового вектора та зовнішнього магнітного поля. Досліджено вплив неоднорідності густини плазми в шарах на прозорість двошарової структури для р-поляризованої хвилі. Одержано аналітичні вирази, що описують умови повної прозорості у випадку тонких шарів плазми, і коли діелектрична проникність мало змінювалася на глибині проникнення поля в плазму. Проведено числові розрахунки коефіцієнта відбиття для лінійних та косинусоподібних профілів густини плазми.