Search academic texts

Information × Registration Number 0825U001670, PhD dissertation Status Доктор філософії Date 25-06-2025 popup.evolution . Title Influence of Surface-Layer Defects on Field Emission in Structural Materials of Accelerators Author Yuliia S. Lebedynska, popup.head Oleksandr Novak popup.opponent Julia O. Seti popup.opponent Larisa Odnodvorets popup.review Volodymyr А. Baturin popup.review Oleg B. Lysenko Description Дисертаційна робота присвячена дослідженню фізичних процесів, що визначають виникнення та розвиток польової електронної емісії і пробоїв у вакуумних прискорювальних структурах. Основна увага зосереджена на впливі дефектів у приповерхневому шарі металу – зокрема, пор, діелектричних вкраплень, діелектричних покриттів і нерівностей поверхні – на характеристики польової емісії та ймовірність виникнення високовольтного пробою. У вступі обґрунтовано актуальність дослідження, сформульовано його мету та задачі, описано методологію, а також окреслено наукову новизну та практичне значення отриманих результатів. Перший розділ містить огляд сучасного стану проблеми. Проаналізовано механізми виникнення високовольтного високовакуумного пробою та встановлено ключову роль польової електронної емісії у цьому процесі. Визначено, що інтенсивність емісії значною мірою залежить від матеріальних і морфологічних властивостей електродів, включаючи стан їх поверхні, наявність мікродефектів та мікровиступів. Окрему увагу приділено формуванню пор у приповерхневому шарі металу під впливом випромінювання та їхньому впливу на характеристики емісії та пробою. У другому розділі здійснено теоретичне моделювання впливу субмікронних пор та діелектричних включень на емісійні властивості електродів. Показано, що поблизу нанопор у приповерхневому шарі густина емісійного струму може демонструвати резонансну залежність від параметрів просторового розміщення дефекту. Зокрема, при певних умовах густина струму зростає у 3,5 раза порівняно з ідеальною поверхнею. Це свідчить про критичну роль навіть незначних порушень у структурі електродів. Також з’ясовано, що ефект підсилення або зменшення емісійного струму залежить від розміру та глибини пори. Малі пори підвищують густину струму, збільшуючи ризик пробою, тоді як великі – зменшують його, що може слугувати засобом підвищення стійкості прискорювальних структур. Додатково розглянуто вплив діелектричних включень, які здатні змінювати розподіл електричного поля, розширюючи діапазон пор, що сприяють зростанню емісії. Третій розділ присвячений аналізу впливу діелектричних покриттів на польову емісію. Запропоновано нову аналітичну модель, що враховує двошаровий потенціальний бар'єр на межі метал–діелектрик–вакуум. Модель базується на квантовій теорії тунелювання і дозволяє точніше оцінити емісійний струм у присутності тонких ізоляційних шарів. Установлено, що для тонких покриттів (менших за характерну товщину) емісійний струм зменшується, але зі збільшенням товщини він зростає та стабілізується. Водночас комбінація низької діелектричної проникності та високої електронної спорідненості покриття сприяє зростанню емісійної активності поверхні. У четвертому розділі представлено результати експериментального дослідження польової емісії з металевих поверхонь із модифікованою морфологією та покриттями. Отримані дані узгоджуються з теоретичними передбаченнями, підтверджуючи суттєвий вплив дефектів і покриттів на інтенсивність емісії та ймовірність пробою. Встановлено, що регулювання морфології поверхні й параметрів покриття дозволяє ефективно впливати на емісійні характеристики та підвищити стійкість до пробоїв. У підсумку, дисертаційна робота робить вагомий внесок у розуміння фізичних механізмів пробою у вакуумних прискорювальних структурах. Отримані результати мають важливе значення для розробки електродних матеріалів і технологій виготовлення прискорювальних систем з покращеними експлуатаційними характеристиками. Registration Date 2025-05-13 popup.nrat_date 2025-05-13 Close