Пороговые процессы в твердых телах при взаимодействии с сильноточными электронными пучками

• Автор: Олешко, Владимир Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 357 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
ВВЕДЕНИЕ
1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРОБОЙ ДИЭЛЕКТРИКОВ И ПОЛУПРОВОДНИКОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ СЕРИИ ИМПУЛЬСОВ ОБЛУЧЕНИЯ СЭП
1.1. Состояние проблемы
1.2. Постановка задачи и методика исследований
1.3. Общие закономерности развития электрических разрядов
в диэлектриках и полупроводниках вне зоны торможения электронного пучка
1.3.1. Морфология разрушений
1.3.2. Спектрально-кинетические характеристики свечения
электрических разрядов в диэлектриках
1.3.3. Свечение ионных кристаллов при возбуждении
поверхностным разрядом
1.3.4. Эмиссия электронов из канала электрического пробоя
1.3.5. Оценка энергии выделяющейся в анодном разряде
1.3.6. Амплитудные значения импульсных механических
напряжений, генерируемых в диэлектриках анодным разрядом
1.4. Стримерные разряды в полупроводниках А2В6
1.4.1. Общие закономерности и особенности инициирования стримерных разрядов в СйБ вне зоны торможения СЭП
1.4.2. Спектрально-кинетические характеристики
стримерных разрядов в сульфиде кадмия
1.4.3. Морфология разрушения кристаллов СбБ после многократного инициирования стримерных разрядов
1.5. Амплитудно-временные характеристики средних
и локальных электрических полей, индуцированных
СЭП в твердых телах
1.6. Электрический пробой диэлектриков и полупроводников в зоне торможения СЭП в режиме многократного облучения
1.6.1. Морфология разрушения твердых тел
1.6.2. Спектрально-кинетические параметры свечения
анодных разрядов в диэлектриках
1.7. Основные результаты и выводы
2. РАЗРУШЕНИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙ ПРОБОЙ ДИЭЛЕКТРИКОВ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ОДИНОЧНОГО ИМПУЛЬСА СЭП
2.1. Генерация динамических напряжений в диэлектриках
при облучении СЭП
2.2. Поляризационно-оптическая методика регистрации динамических и статических механических напряжений
2.3. Амплитудно-временные характеристики импульсных
напряжений в ЩГК
2.4. Пластическая деформация ЩГК
2.5. Образование упорядоченных структур разрушения в ЩГК
2.5.1. Кинетика формирования ПСР
2.5.2. О механизме формирования ПСР
2.6. Электрический пробой диэлектриков в режиме испарения
сфокусированным СЭП (q > Ю10 Вт/см2)
2.7. Основные результаты и выводы
3. ГЕНЕРАЦИЯ ВЫНУЖДЕННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ В ПОЛУПРОВОДНИКАХ А2Вб
3.1. Состояние вопроса
3.2. Люминесценция кристаллов А2Вб при низких уровнях
возбуждения
3.3. Перестройка спектров люминесценции кристаллов А2В6
при увеличении уровня возбуждения. Электроннодырочная плазма в CdS
3.4. Основные результаты и выводы
4. ТЕПЛОВОЙ ВЗРЫВ МАТЕРИАЛОВ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ СЭП. ОПТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЭРОЗИОННОЙ ПЛАЗМЫ
4.1. Филаментация и самофокусировка электронных пучков в
диодах
4.2. Взаимодействие сфокусированного электронного пучка с
твердыми телами
4.3. Атомный спектральный анализ с использованием СЭП
4.3.1. Спектрально-кинетические характеристики анодного
факела при свободном разлете
4.3.2. Спектральные характеристики сверхзвуковых плазменных
струй, взаимодействующих с преградами
4.4. Основные результаты и выводы
5. ИНИЦИИРОВАНИЕ ВЗРЫВНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ATM ЛАЗЕРНЫМИ И ЭЛЕКТРОННЫМИ ПУЧКАМИ
(анализ литературы)
5.1. Модели импульсного инициирования ATM
5.1.1. Модельные представления раннего этапа исследований
5.1.2. Очаговая модель инициирования ATM лазерным
излучением
5.1.3. Цепные модели инициирования ATM
5.2. Кинетика взрывного разложения ATM при инициировании
электронным пучком
5.2.1. Результаты раннего периода исследований (1985 - 1995 гг.)

5.2.2. Кинетика и спектры взрывного свечения и поглощения
АТМ в режиме однократного возбуждения (1995 - 2002 гг.)
5.2.3. О природе предвзрывных процессов в АТМ
5.3. Анализ литературных данных и постановка задачи
исследований
6. КИНЕТИКА ПРОЦЕССА ВЗРЫВНОГО РАЗЛОЖЕНИЯ АТМ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ ИНИЦИИРОВАНИИ.
МОДЕЛИ ИНИЦИИРОВАНИЯ
6.1. Спектрально-кинетические характеристики импульсной
катодолюминесценции АТМ
6.2. Пространственно-временная структура плазмы, образующейся при взрывном разложении AgNз электронным
пучком
6.3. Кинетика взрывного разложения АТМ при инициировании
лазерным излучением
6.3.1. Методика исследований
6.3.2. Взрывное свечение
6.3.3. Проводимость АТМ при взрывном разложении
6.3.4. Акустический импульс
6.4. Инициирование АТМ анодным разрядом, индуцированным
электронным пучком
6.5. Физическая модель инициирования АТМ электронным
пучком
6.6. Инициирование взрыва А§Из ударом микрочастиц
6.7. Деформационная модель взрывного разложения АТМ при
импульсном инициировании
6.8. Основные результаты и выводы
7. ДЕТОНАЦИЯ ТЭНа ПРИ ОБЛУЧЕНИИ СЭП
7.1. О механизмах лазерного инициирования бризантных ВВ.
Состояние вопроса и постановка задачи
7.2. Физико-химические процессы в ТЭНе при облучении СЭП
7.2.1. Спектрально-кинетические характеристики импульсной катодолюминесценции
7.2.2. Разрушение и газификация
7.3. Детонация
7.4. Кинетика начальных стадий взрывного свечения при
высоких уровнях возбуждения
7.5. Физическая модель инициирования ТЭНа сильноточным
электронным пучком
7.6. Основные результаты и выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

пиков с общей длительностью на полувысоте -10 нс. Из рисунка видно, что передний и задний фронты сигнала люминесценции «растянуты» во времени относительно фронтов возбуждающего электронного пучка. Таким образом, постоянные времени нарастания т„ и спада те„ существенно больше аналогичных характеристик возбуждающего импульса. Длительность импульса фронта нарастания люминесценции определялось типом фотоумножителя и для ФЭУ-97 составляет - 7 нс, спада - 20 нс, длительность импульса свечения на полувысоте — 13 нс.
Измерение энергии СЭП осуществлялась двумя независимыми методами: радиационно-химическим [59] и калориметрическим. В первом в качестве дозиметра использовался нитрат калия КЫОз, имеющий постоянный радиационно-химический выход нитрита N02": л = 1,6 ионов на 100 эВ поглощенной энергии. Во втором регистрировалась термоэдс термопары, контактирующей с алюминиевым поглотителем электронного пучка. Точность измерения энергии радиационно-химическим методом составляла ±10 %.
Проверка стабильности параметров импульсного спектрометра. Совместные погрешности возбуждающего и измерительного трактов определялись из статистических испытаний. В качестве источника сигнала при таких испытаниях использовалась низкотемпературная импульсная рентгенолюминесценция кристалла СбБ (экситонное свечение). Как известно, полупроводниковые кристаллы в наименьшей степени подвержены радиационной деградации и обладают стабильностью излучательных характеристик. Для этого с помощью коллиматора выделялась центральная часть электронного пучка и направлялась на медную (или вольфрамовую) пластину, толщина которой превышала максимальную длину пробега высокоэнергетических электронов пучка. Как показали испытания, в серии из 20 импульсов относительная ошибка амплитуды рентгенолюминесценции не превышала 5 %.
Эффект предварительного облучения (изменение оптических, электрических и др. характеристик исследуемых образцов после однократного облучения импульсом радиации) является еще одним важным фактором, который