Настоящий сборник составлен из научных докладов, представленных на III международном Крейнделевском семинаре «Плазменная эмиссионная электроника». В течение многих лет всестороннее изучение различных видов разрядов в газах, эмиссионных свойств газоразрядной плазмы, принципов извлечения электронов, ионов из плазмы, установление ряда общих закономерностей физической природы разрядов и плазменных процессов и явлений в полной мере определяют развитие техники плазменных источников электронов, ионов, их применений. Фундаментальные исследования в области плазменной эмиссионной электроники приобрели особое значение в связи с широким практическим выходом исследований на создание принципиально новых видов техники и технологии нового поколения на основе плазменных эмиттеров заряженных частиц, генераторов плазмы, электронных, ионных и плазменных технологий. Сборник полезен специалистам по газовым разрядам, плазменным источникам заряженных частиц, генераторам плазмы, электронным, ионным и плазменным технологиям, аспирантам и студентам-физикам.

Настоящий сборник составлен из научных докладов, представленных на IV международном Крейнделевском семинаре «Плазменная эмиссионная электроника». Научные публикации свидетельствуют, насколько успешно решались научные задачи по фундаментальным и прикладным проблемам плазменной эмиссионной электроники в интервале между третьим и четвертым семинарами. Хотя публикации не претендуют на полный охват выполненных исследований, но они дают определенное представление о научных приоритетах в области плазменной эмиссионной электроники, а также в достаточной мере влияют на развитие техники плазменных источников электронов и ионов и их применение, всестороннее изучение различных видов разрядов в газах, эмиссионных свойств газоразрядной плазмы, принципов извлечения электронов и ионов из плазмы и их диагностики, устанавливают ряд общих закономерностей физической природы ре-рядов и плазменных процессов и явлений. Фундаментальные исследования в области плазменной эмиссионной электроники приобрели особое значение в связи с широким практическим выходом результатов исследований на создание новых функциональных наноструктурированных покрытий, передовых технологий модификации материалов на основе применения электронных и ионных пучков и газоразрядной плазмы, современного электровакуумного оборудования, видов техники и технологии нового поколения на основе плазменных эмиттеров заряженных частиц и генераторов плазмы. Сборник полезен специалистам по газовым разрядам, плазменным источникам заряженных частиц, генераторам плазмы, электронным, ионным и плазменным технологиям, аспирантам и студентам-физикам.

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.

Настоящая монография представляет собой попытку обобщения современного состояния одного из разделов прикладной физики низкотемпературной плазмы - плазменной эмиссионной электроники. В книге в равной степени уделено внимание как современному пониманию основных физических процессов эмиссии электронов из плазмы, так и представлению последних разработок в области создания источников электронов с плазменным катодом. Она может представлять интерес для разработчиков источников электронов, а также для специалистов, использующих электронные пучки для решения фундаментальных и прикладных задач. Книга может быть полезна для студентов старших курсов, магистрантов и аспирантов высших технических учебных заведений, специализирующихся в областях вакуумной и плазменной электроники, генерации пучков заряженных частиц и их применения.

В первую часть сборника тезисов VII Всесоюзного симпозиума по сильноточной электронике включены работы, отражающие результаты экспериментальных и теоретических исследований эмиссии интенсивных потоков заряженных частиц и применения сильноточной электроники для создания источников электромагнитного излучения, выполненных за два года с момента проведения предыдущего симпозиума (Новосибирск, 1986).

Во вторую часть сборника тезисов VII Всесоюзного симпозиума по сильноточной электронике включены работы, отражающие результаты экспериментальных и теоретических исследований в области формирования сильноточных пучков заряженных частиц, выполненных за два года с момента проведения предыдущего симпозиума (Новосибирск, 1986).

Рассмотрены физика, техника и применение высокоэнергетичных электронных потоков большого поперечного сечения. Дан анализ общих требований к таким электронным потокам и методов их формирования. Описаны конструкции и приведены характеристики электронных источников, в которых для получения потоков большого сечения используются термоэмиссия, взрывная эмиссия, различные газовые разряды. Дан обзор практического применения и перспектив использования электронных потоков большого сечения.Для научных сотрудников, инженеров, работающих в области электронной и ускорительной техники, физической электроники и экспериментальной физики.

В книге рассматриваются излучательные свойства плазмы в СВЧ диапазоне и излагаются методы экспериментальных исследований СВЧ излучений плазмы. Выбранный круг вопросов непосредственно относится к задачам СВЧ радиометрической плазменной диагностики, занимающей важное место среди неконтактных методов зондирования. Рассматриваемые вопросы тесно связаны с исследованиями процессов генерации когерентных и некогерентных СВЧ колебаний. В теоретическом разделе книги обсуждаются основные модельные представления о физических процессах, определяющих СВЧ излучение плазмы, находящейся в равновесных и неравновесных условиях. Значительное внимание уделяется описанию экспериментальных методик исследований СВЧ излучений плазмы и вопросам интерпретации результатов измерений, что должно способствовать формированию у читателей основных представлений о методах экспериментальной СВЧ радиометрии. Книга может быть полезна радиофизикам и инженерам - радиотехникам, связанным с разработкой плазменных устройств и исследованиями плазмы, а также студентам радиофизических и радиотехнических специальностей.

В сборник включены тезисы докладов, отражающие результаты теоретических и экспериментальных работ по исследованию эмиссии, формированию и транспортировке интенсивных импульсных потоков электронов и ионов, импульсным сильноточным ускорителям электронов и ионов, а также по применению импульсных сильноточных ускорителей заряженных частиц в технологии, выполненных за два года с момента проведения предыдущего симпозиума (Новосибирск, 1982 г.). В сборнике также отражены результаты исследований по эмиссии заряженных частиц из стационарной и квазистационарной плазмы и созданию источников заряженных частиц, а также результаты по исследованию быстрого сжатия полых плазменных оболочек и формированию плазменного канала в сильноточном диоде.

В сборник включены тезисы докладов, отражающие результаты теоретических и экспериментальных работ по исследованию эмиссии, формированию и транспортировке интенсивных импульсных потоков электронов и ионов, импульсным сильноточным ускорителям электронов и ионов, а также по применению импульсных сильноточных ускорителей заряженных частиц в технологии, выполненных за два года с момента проведения предыдущего симпозиума (Новосибирск, 1982 г.). В сборнике также отражены результаты исследований по эмиссии заряженных частиц из стационарной и квазистационарной плазмы и созданию источников заряженных частиц, а также результаты по исследованию быстрого сжатия полых плазменных оболочек и формированию плазменного канала в сильноточном диоде.

Сборник тезисов докладов V Всесоюзного симпозиума по ненакаливаемым катодам содержит результаты исследований, выполненных за 5 лет, прошедших со времени проведения предыдущего симпозиума (Томск, 1980). Представленные результаты отражают уровень развития проблемы автоэлектронной и взрывной эмиссии, холодных на основе тонких пленок и плазменных эмиттеров электронов. Сборник предназначен для специалистов, разрабатывающих электронные приборы и ускорители заряженных частиц, а также занимающихся физикой плазмы, эмиссионной электроникой и физикой поверхности.

Описаны методы генерации в источниках с плазменными эмиттерами как хорошо сфокусированных пучков заряженных частиц, так и пучков с большим поперечным сечением. Рассмотрены способы формирования плазменных образований с помощью газовых и вакуумных разрядов, теоретически проанализированы и экспериментально исследованы эмиссионные свойства таких образований и особенности извлечения электронов и ионов из плазмы. Особое внимание уделено условиям увеличения яркости сфокусированных пучков, величины и равномерности распределения плотности тока по сечению пучка для пучков большого сечения. Приведены результаты исследований генерации сильноточных электронных пучков наносекундной длительности с высокой частотой повторения импульсов. Рассмотрены конструкции источников электронов и ионов и обсуждены вопросы их применения в различных областях науки и техники.Книга рассчитана на специалистов по разработке источников заряженных частиц и их применению в современных технологических процессах.

Учебник-монография по актуальному направлению на стыке «классической» вакуумной электроники и нанотехнологий. Наряду с теоретическими моделями особенно подробно даны сведения об экспериментальной технике для исследований, технологиях изготовления эмиттеров и различных конструкциях автокатодов. Подробно изложены результаты исследований и применения новых наноматериалов и углеродных нанотрубок для создания автокатодов и электронных пушек на их основе. Рассмотрены применения автокатодов в новых источниках света и плоских дисплеях, СВЧ приборах и рентгеновских трубках. Для студентов старших курсов и преподавателей, инженеров-разработчиков в различных областях прикладной физики и электроники.

В первую часть сборника тезисов докладов VIII Всесоюзного симпозиума по сильноточной электронике включены работы, отражающие результаты экспериментальных и теоретических исследований в следующих областях: эмиссия интенсивных потоков заряженных частиц; формирование сильноточных пучков заряженных частиц. Представленные в сборнике работы выполнены, в основном, за последние два года, прошедшие со времени проведения предыдущего симпозиума (Новосибирск, 1988).

Во вторую часть сборника тезисов докладов VIII Всесоюзного симпозиума по сильноточной электронике включены работы, отражающие результаты экспериментальных и теоретических исследований в следующих областях: применение сильноточной электроники для создания источников электромагнитного излучения; применение сильноточной электроники в технологии. Представленные в сборнике работы выполнены, в основном, за последние два года, прошедшие со времени проведения предыдущего симпозиума (Новосибирск, 1988).

В третью часть сборника тезисов докладов VIII Всесоюзного симпозиума по сильноточной электронике включены работы, отражающие результаты экспериментальных и теоретических исследований в области создания элементов сильноточных импульсных устройств. Представленные в сборнике работы выполнены, в основном, за последние два года, прошедшие со времени проведения предыдущего симпозиума (Новосибирск, 1988).

В пособии изложены физико-технические основы эмиссионной электроники. Последовательно рассмотрены основы электроники твердого тела, общие вопросы твердотельной эмиссионной электроники, виды электронной эмиссии из твердых тел - термоэлектронная, фотоэлектронная, вторичная электронная и автоэлектронная. Впервые содержательно изложены основы относительно нового вида электронной эмиссии - взрывной электронной эмиссии. Также в данном пособии впервые как самостоятельный раздел эмиссионной электроники рассмотрены основы эмиссии заряженных частиц из плазмы. Заключительный раздел пособия посвящен рассмотрению эмиссионных явлений, вызванных взаимодействием ускоренных ионов с поверхностью твердых тел. Предназначено для студентов, магистрантов, аспирантов, инженеров и научных работников, специализирующихся в области вакуумной и плазменной электроники, в том числе сильноточной, физики плазмы и техники плазменных исследований, физической электроники, электронно-лучевых, ионно-лучевых и плазменных технологий, промышленной электроники, физики и техники ускорителей заряженных частиц.

Сборник тезисов докладов Всесоюзного симпозиума по ненакаливаемым катодам содержит результаты исследований, выполненных за три года, прошедших со времени проведения предыдущего симпозиума. Представленные результаты отражают уровень развития проблемы автоэлектронной и взрывной эмиссии, пленочных ненакаливаемых катодов и плазменных источников электронов. Сборник рассчитан на специалистов, разрабатывающих электронные приборы и ускорители электронов с ненакаливаемыми катодами.

В настоящей книге представлена копия докторской диссертации автора, защищенной в 1966 году в Томском политехническом институте. В этой диссертации описаны первые эксперименты, которые привели к открытию взрывной электронной эмиссии с катода. Дано описание явления интенсивной эмиссии электронов из тройных точек металл-диэлектрик-вакуум. Дано описание открытого автором явления многоэлектронного инициирования разряда в газах высокого давления, которое позднее было использовано для накачки мощных газовых лазеров. Одним из важнейших итогов этих исследований является также создание новых направлений в технической физике - сильноточной электроники и импульсной электрофизики. В рамках этих направлений созданы генераторы мощных наносекундных импульсов электрической энергии, предложены новые устройства, активные элементы импульсных генераторов (коммутаторы, обострители, вентили и т. д.) на основе новых явлений, открытых автором при создании вакуумных, газоразрядных и магнитных приборов. Хотя ряд исследований этой диссертации был опубликован в статьях и книгах автора, многие разделы актуальны до сих пор. Книга будет полезна тем, кто занимается проблемами физики плазмы, газового и вакуумного разрядов, ускорительной техникой, техникой высоких напряжений, лазерной техникой, СВЧ-электроникой большой мощности и т. д.

Рассматриваются результаты исследований импульсных объемных разрядов высокого давления, поддерживаемых пучком электронов, и их применение в системах инжекционной электроники (газовых лазерах, лавинных и искровых коммутаторах, прерывателях). Приведены данные об ионизации газов быстрыми электронами, о контракции и энергетических характеристиках объемных разрадов. Значительная часть материала посвящена лазерам на СО2 и на галогенидах благородных газов.Книга предназначена для специалистов по физике газового разряда, лазерам и импульсной электронике, а также студентов и аспирантов соответствующих специальностей.

В книге рассмотрены свойства основных элементарных частиц; закономерности классического движения заряженных частиц в электрическом и магнитном полях; основы квантовой мехники, квантовой теории излучения, атомной и молекулярной спектроскопии, электронной теории твердого тела; физические основы эмиссионной электроники; электрические явления в газах и плазме.Предназначается для студентов специальности "Электронные приборы". Может быть полезна студентам специальностей "Физическая электроника", "Радиофизика", "Физика полупроводников и диэлектриков", а также аспирантам и инженерам.

Настоящая книга знакомит читателя с проблемами физической электроники, которые изложены в виде задач. В ней охватываются практически все разделы современной газовой электроники и некоторые разделы физики плазмы: катодная электроника, явления переноса, газовые разряды, сильно ионизованная плазма и другие. Решения многих задач доведены до чисел, что дает представление о порядках величин, встречающихся в эксперименте. Для студентов и аспирантов физических специальностей вузов, а также научно-технических работников в области газовой электроники и физики плазмы.

На современном уровне рассмотрен широкий круг проблем физики газового разряда: элементарные атомные процессы, взаимодействие постоянного и переменных полей с электронами плазмы, разряды всевозможных типов, от тлеющего до молнии. Цель монографии — разъяснить сущность явлений, облегчить изучение специальной литературы, дать необходимые сведения для исследовательской работы. Для этого приводится много фактических и полезных справочных данных, результатов экспериментов, простых оценок физических величин, теоретические формулы доведены до расчетного вида. Новое издание существенно переработано по сравнению с предыдущими и дополнено по возможности более поздними результатами. Книга призвана послужить одновременно руководством для специалистов и учебником для начинающих. Для научно- технических работников в области газовой электроники и низкотемпературной плазмы, а также для студентов и аспирантов физических и технических специальностей.

В книге обозначены и насколько возможно полно раскрыты современные тенденции и подходы в разработке СВЧ плазмохимического оборудования и нанотехнологий на его основе. Излагаются математическая теория диффузионных процессов и основы теории плазмы газового разряда в магнитном поле, описаны применяемые методы решения стохастических дифференциальных уравнений и уравнений Фоккера-Планка-Колмогорова. Даны обобщение и системное изложение опыта и результатов по разработке физико-технических основ новых типов микроволновых плазменных устройств. Приведены результаты практического использования разработанных микроволновых источников плазмы. Материалы книги могут быть задействованы в учебном процессе в качестве спецкурсов или спецсеминаров для студентов вузов соответствующего профиля.