Работы автора

Определены и сопоставлены между собой характеристики объемных пылевых структур, создаваемых в трех пылевых ловушках в тлеющем разряде. Устойчивыми в наложенном магнитном поле с индукцией до 2 Тл являются следующие пылевые ловушки: стоячая страта, область сжатия канала тока (внутри специальной диэлектрической вставки), область разряда, находящаяся в сильно неоднородном магнитном поле. Представлены геометрические характеристики объемных пылевых структур и особенности динамики их вращения: продольного и поперечного относительно вектора магнитной индукции размера, угловой скорости, ее продольного градиента в каждой из пылевых ловушек. Проанализированы отличия экспериментально полученных характеристик объемных пылевых структур в сильном магнитном поле в тлеющем и ВЧ-разрядах.

Предложен и реализован метод управления размером пылевых частиц при вариации электронной температуры посредством добавления в разряд малой доли примеси газа с низким потенциалом ионизации. Показано, что при использовании максимально разнящихся по массе инертных газов Не и Хе, размер отобранных пылевых частиц отличается вдвое. Выполнены численные оценки среднего размера отобранной частицы на основе баланса сил, действующих на пылевую частицу, с учетом влияния примеси на заряд частиц и скорость потока ионов. Метод настройки пылевой ловушки на размер удерживаемых частиц, работает в интервале порядка 1–10 мкм.

Представлены результаты экспериментального определения размера пылевых частиц меламин-формальдегида при длительном нахождении в плазменно-пылевой ловушке в тлеющем разряде в аргоне. Показано, что диаметр частиц с исходным размером 7.3 мкм за время 30 мин сокращается до 3.5 мкм, соответственно частицы теряют почти 90% массы. Обнаружены три стадии деградации частиц во времени. В стадии максимальной скорости уменьшения размера частицы теряют 20 пг/ мин. Проведено сравнение полученных данных с имеющимися измерениями для разряда в неоне. Установлено, что скорость уменьшения размера частиц зависит от массы плазмоформирующего газа. В аргоне и криптоне деградация частиц одинаковых исходных размеров при идентичных параметрах разряда происходит быстрее, чем в неоне. При этом время начала интенсивной потери массы сильнее зависит от размера частиц, чем от сорта газа. Проведено сопоставление данных с имеющейся физической моделью деградации частиц, предложены рекомендации для длительных экспериментов с частицами меламин-формальдегида.

В условиях тлеющего разряда в сильном магнитном поле созданы объемные пылевые структуры в рабочих газах He, Ne и Ar в трех типах пылевых ловушек (в стоячей страте, в области сужения канала тока, в области неоднородного магнитного поля), в которых эти структуры стабильно существуют в полях порядка 2 Тл. Изучена динамика вращения горизонтальных, перпендикулярных магнитному полю, сечений пылевых структур, измерена их угловая скорость, определена ее неоднородность в объеме пылевой структуры во всех ловушках. Впервые представлены данные для ловушки в области сужения канала тока в диапазоне магнитной индукции до 2.5 Тл, что соответствует параметру замагниченности иона Ne+ около 2, а циклотронный радиус иона сравним с длиной экранирования. Обнаружено увеличение угловой скорости вращения структуры в полях свыше 1.5 Тл до 50 с−1, что является рекордно быстрым вращением пылевой плазмы. Описаны особенности геометрии пылевых структур в каждой из изучаемых ловушек.