Книга содержит материалы 3-й Всероссийской конференции молодых ученых "Фундаментальные проблемы новых технологий в 3-м тысячелетии" (Томск, 3-6 марта 2006). Представлены доклады по следующим направлениям: сильноточная электроника, радиационная физика, современные методы получения, исследования и обработки органических и неорганических материалов, экология природных комплексов и методы исследования окружающей среды, современные методы обработки и анализа информации.

В первом разделе книги представлены работы в области физической электроники. Исследуются вопросы поверхностной ионизации, адсорбции, десорбции, вторичной ионной и электронной эмиссии и поверхностных реакций с тугоплавкими материалами. Во втором разделе приводятся экспериментальные результаты исследования физических и физико-химических свойств металлов и полупроводников высокой частоты. Помимо огромного прикладного интереса, изучение физических свойств особо чистых материалов представляет большой научный интерес, поскольку позволяет выяснить фундаментальные проблемы закономерностей первичных атомов взаимодействия в твердых телах, не перекрываемых вторичными эффектами. В третьем разделе рассматривается широкий круг вопросов прикладной физики. Описываются методы измерения плотности жидких, газовых и гетерогенных систем по поглощению и рассеянию бета- и гамма-лучей. Далее приводится описание конструкции и параметров ускорительных трубок на 120 и 1000 кэв. Книга рассчитана на научных сотрудников, работающих в области электроники, полупроводников, инженеров физических специальностей, преподавателей, аспирантов и студентов старших курсов университетов и технических вузов.

В монографии рассматривается одно из активно развиваемых в настоящее время направлений плазменной эмиссионной электроники, связанное с так называемыми форвакуумными плазменными источниками электронов. Отличительной особенностью этих устройств является возможность эффективной генерации стационарных и импульсных электронных пучков в ранее недоступной области повышенных давлений форвакуумного диапазона (1-100 Ра). Представленный в книге материал основан на результатах реализации научных проектов, поддержанных более чем 10 грантами РФФИ. Для разработчиков источников электронов, а также специалистов, использующих электронные пучки для решения фундаментальных и прикладных задач.

Квантовая механика стала уже прикладной наукой, и, хотя она оперирует законами движения микрочастиц, эксперимент показывает, что ряд явлений привычного для нас макромира также подчиняется ее принципам. Авторы настоящей книги использовали в своих опытах металлические и плазменные проводники, а также металлические ударники (снаряды) для создания в них когерентных потоков электронов. Было установлено, что ряд известных электрических, тепловых и взрывных процессов, вызванных такими потоками, не удается объяснить с позиций классической механики, однако они согласуются с принципами квантовой механики, учитывающей волновую природу электрона. Опыт подтвердил, что «инженерное вмешательство» квантовой механики в создание когерентного электронного потока почти вдвое снижает температуру перехода металла в жидкость, инициирует неизвестный прежде выход энергии из металла. Следовательно, практическое применение полученных результатов позволит, например, значительно уменьшить затраты энергии на такие операции, как деформация металла или перевод его из твердого состояния в жидкое. Особое место занимает взрыв металла, к которому время от времени обращаются как военные, так и гражданские инженеры. Использованное авторами оборудование было настолько простым, что большинство представленных в книге опытов, кроме экспериментов с молнией, могут быть воспроизведены в любой лаборатории. Вместе с тем полученные результаты достаточно убедительны, чтобы стать основой научных знаний, объединенных названием «квантовая макроэлектроника». Книга адресована инженерам, студентам и аспирантам технических вузов, а также всем, кто интересуется проведением физических экспериментов.

Представлены избранные научные работы члена-корреспондента РАН Ю.А. Котова, выполненные под его руководством и с его участием в Томском политехническом институте, Институте сильноточной электроники СО РАН, Институте электрофизики УрО РАН в 1965-2010 гг. Работы охватывают широкий круг тем: электрический взрыв проводников; инициирование детонации; электровзрывные, взрывные, плазменные и полупроводниковые прерыватели тока; генераторы высоковольтных импульсов напряжения, электронных пучков, тормозного излучения; получение нанопорошков электрофизическими методами; применение нанопорошков в создании новых материалов и изделий. Для специалистов по импульсной энергетике и электрофизике, материаловедению наноструктурных материалов, а также студентов соответствующих специальностей.

В монографии рассмотрены вопросы ускорительной техники и физики сильноточных электронных пучков применительно к проблеме получения сверхмощного когерентного электромагнитного излучения. Описаны принципы построения релятивистских СВЧ-генераторов. Приведены результаты теоретических и экспериментальных исследований многоволновых генераторов с уровнем мощности >10 ГВт.

Рассматриваются основные типы полупроводниковых приборов и физические процессы, обеспечивающие их работу. Приводится анализ электронных процессов в объеме полупроводников, в электронно-дырочных переходах и в области пространственного заряда на поверхности полупроводников. Подробно представлены характеристики диодов, транзисторов, тиристоров, лавинно-пролетных диодов, светодиодов, полупроводниковых лазеров и фотоприемников, как на основе кремния, так и на перспективных материалах GaAs, GaN, SiC. Рассмотрены характеристики полупроводниковых приборов при экстремальных температурах, квантовый эффект Холла, микроминиатюризация и приборы наноэлектроники. В третьем издании учебного пособия добавлены разделы по теории поглощения и генерации оптического излучения, дополнительно введены разделы о полевых транзисторах с высокой подвижностью электронов, репрограммируемых элементах памяти и солнечных батареях, расширено описание характеристик полупроводниковых приборов при высоких температурах. Для студентов вузов, специализирующихся в области физики, микроэлектроники и электронной техники, аспирантов и научных сотрудников.

Книга посвящена одному из важнейших и актуальных направлений современной лазерной физики — генерации ультракоротких импульсов лазерного излучения. Изложена краткая история исследований, приведших к созданию принципиально нового источника света — лазера. Обсуждаются принципы работы лазеров, позволяющих генерировать импульсы фемтосекундной длительности и усиливать их мощность вплоть до петаваттного уровня. Показано, как измеряются длительности столь коротких лазерных импульсов. Приведены примеры наиболее ярких применений в области научных исследований, технике и медицине, основанные как на предельно короткой длительности лазерных импульсов, так и на сверхвысокой интенсивности лазерного излучения. В частности, рассматривается новейшее применение фемтосекундных лазеров — прецизионное измерение оптических частот и возможность создания сверхточных и компактных оптических часов на этой основе. Предназначено студентам, аспирантам, преподавателям и всем интересующимся проблемами современной лазерной физики и ее применениями в нанотехнологиях.

Монография адресована исследователям и инженерам, работающим в области квантовой электроники и ядерной физики. Некоторые разделы книги могут представлять интерес для широкого круга научных работников и инженеров, а также аспирантов и студентов старших курсов.

Книга посвящена лазерному термоядерному синтезу, одному из наиболее перспективных и быстроразвивающихся направлений в решении проблемы создания неограниченных экологически чистых источников энергии. Физика ЛТС имеет большое познавательное значение, так как она основана на ряде фундаментальных идей квантовой механики, физики лазеров, гидродинамики и ядерной физики. Книга рассчитана на преподавателей, студентов и слушателей народных университетов естественных наук.

В монографии показан процесс становления квантовой электроники от ее истоков (зарождение основополагающих понятий, представлений и идей) до создания первых образцов мазеров и лазеров. Книга является первым исследованием в данной области как в нашей стране, так и за рубежом. Это не просто экскурс в историю науки, но и осмысливание развития как квантовой электроники в целом, таки отдельных понятий и явлений, лежащих в ее основе. Монография рассчитана на научных и инженерно-технических работников, а также на аспирантов и студентов старших курсов.

Сборник представляет собой второй выпуск в серии изданий по лазерным исследованиям, в которую включены работы ученых Санкт-Петербургского государственного университета по лазерной физике и её приложениям в различных областях науки и техники. В него вошли результаты теоретических и экспериментальных исследований лазерных сред, процессов и квантовых явлений и, кроме того, работы по лазерным технологиям и использованию лазерного излучения для диагностики физических характеристик и состава веществ и материалов.Сборник предназначен для научных работников и практиков, специализирующихся в разных областях фундаментальной и прикладной науки, связанных с созданием, исследованием и применением лазеров.