НАУЧНАЯ  ЛАБОРАТОРИЯ "СИЛЬНОТОЧНАЯ и СВЧ ЭЛЕКТРОНИКА"

 

Руководитель направления
д.ф.-м.н., профессор
Геннадий Гиршевич Соминский

Информация для контактов:

195251, Санкт-Петербург, Политехническая 29
2-й учебный корпус, помещение 408

Телефон: (812) 552-7516
Электронная почта: sominski@rphf.spbstu.ru

Основными направлениями исследований являются:

  • физические процессы в электронных потоках, а также воздействие их на функционирование вакуумных электронных устройств;
  • методы совершенствования существующих и создания новых устройств вакуумной электроники.

Направление включает исследования в следующих областях электроники:

  • Экспериментальные методы диагностики и контроля, в частности определение пространственно-временных и энергетических характеристик потоков заряженных частиц и вторичных плазменных образований, а также амплитудно-частотных и фазовых характеристик коллективных процессов, контроль вакуума и газовой среды.
  • СВЧ электроника - устройства со скрещенными полями магнетронного типа, лампы бегущей волны, гиротроны, релятивистские электронно-пучковые устройства.
  • Эмиссионная электроника (полевая, взрывная и вторичная эмиссия, воздействие эмиссионных процессов на работу вакуумных электронных устройств).
  • Электронно-пучковые технологии.

В течение последних лет выполнены следующие проекты:

   

“Исследование влияния неоднородных полей, вторичных процессов и управляющих ВЧ сигналов на сложную динамику электронных потоков высокой плотности" (Грант РФФИ № 98-02-18323, 1998-2000 гг.).
Изучено воздействие неоднородных магнитных и электрических полей, а также вторичных плазменных образований и ВЧ сигналов на коллективные процессы в интенсивных электронных потоках. Определены закономерности и механизмы процессов.

“Исследование коллективных процессов в электронных потоках с магнитным удержанием и их влияния на качество и транспортировку потоков, а также возможностей использования указанных процессов для формирования многочастотных излучений" (Грант РФФИ № 01-02-17081, 2001-2003 гг.).
Разработаны и реализованы слабовозмущающие методы экспериментального исследования и численного расчета явлений в электронных потоках высокой плотности. Разработаны методы управления колебаниями пространственного заряда в электронных потоках и повышения их качества. Разработан новый метод формирования с помощью амплитронов мощных ( 100 кВт) широкополосных (с полосой частот более октавы) квазишумовых сигналов большой длительности.

Поиск путей создания полевых эмиссионных источников высокого качества для систем вакуумной микроэлектроники СВЧ" (Грант РФФИ  №97-02-16080, 1997-1999 гг.).
Разработана методика исследования эмиссионных характеристик одноострийных и многоострийных полевых эмиттеров с активирующими покрытиями в автоэмиссионном проекторе. Исследованы характеристики формируемых полевыми эмиттерами электронных потоков. Выявлены способы создания полевых эмиттеров улучшенного качества. Сформулированы принципы создания и оценены возможности использования полевых эмиттеров с фуллереновыми и жидкометаллическими покрытиями для систем вакуумной микроэлектроники.

Автоэмиссионный проектор с  телевизионной системой регистрации
эмиссионных изображений (с.н.с. Тумарева Т.А.)

Поиск путей создания полевых эмиссионных источников высокого качества для систем вакуумной микроэлектроники СВЧ" (Грант РФФИ  №97-02-16080, 1997-1999 гг.).
Разработана методика исследования эмиссионных характеристик одноострийных и многоострийных полевых эмиттеров с активирующими покрытиями в автоэмиссионном проекторе. Исследованы характеристики формируемых полевыми эмиттерами электронных потоков. Выявлены способы создания полевых эмиттеров улучшенного качества. Сформулированы принципы создания и оценены возможности использования полевых эмиттеров с фуллереновыми и жидкометаллическими покрытиями для систем вакуумной микроэлектроники.

"Формирование фуллереновых покрытий тугоплавких полевых эмиттеров в сильных электрических полях" (грант РФФИ № 02-02-16211, 2002-2004 гг.).
Разработаны методы создания фуллереновых покрытий для полевых эмиттеров. Определены основные механизмы воздействия неоднородных электрических полей на структуру покрытий. Разработаны методы создания полевых эмиттеров с фуллереновыми покрытиями, обеспечивающих плотности электронных токов до 107 А/см2 в статическом режиме, а также токи до 100-150 мкА в статическом и токи до 1,5-2 мА в импульсном режиме с одиночного субмикронного острия. Разработаны методы активирования фуллереновых покрытий калием.

"Взаимодействие интенсивных электронных потоков с твердым телом" (Федеральная целевая научно-техническая программа исследований в области Управляемого Термоядерного Синтеза и плазменных процессов; 2001 г. по настоящее время).
Разработаны методы электронного абляционного ускорения углеродных макрочастиц-пеллет. Экспериментально исследовано абляционное ускорение углеродных макрочастиц. Разработаны методы исследования закономерностей рождения вторичной плазмы при взаимодействии интенсивного электронного пучка с твердым телом. Исследуются закономерности и механизмы поглощения энергии, переносимой пучком, во вторичной плазме и повышения эффективности электронного абляционного ускорения.

"Investigations of methods for suppressing parasitic low frequency oscillations in an operating gyrotron by using non uniform fields in the compression region" (Контракт с Исследовательским центром г. Карлсруе (Германия); 2000 г. по настоящее время).
Создан экспериментальный длинноимпульсный гиротрон средней мощности ( 100 кВт) 4-мм диапазона длин волн, оснащенный оригинальными системами диагностики винтового электронного пучка (ВЭП). Определены характеристики низкочастотных паразитных колебаний пространственного заряда в ВЭП и выявлено их влияние на энергетический спектр электронов в пучке. Разработана методика снижения уровня паразитных колебаний и повышения качества ВЭП.

Экспериментальный 100 кВт/74.2 ГГц гиротрон (доц. Лукша О.И.)

"Investigation of factors determining quality of electron beams utilized for material processing" (Контракт с Исследовательским центром г. Карлсруе (Германия); 2001-2002 гг.).
Разработаны оригинальные методы измерения продольных и поперечных скоростей, а также поперечной структуры и характеристик колебаний пространственного заряда в интенсивных длинноимпульсных электронных пучках, используемых для обработки материалов. Получены данные, позволившие наметить пути повышения качества электронных пучков и совершенствования методов обработки материалов.

"Gyrotron efficiency enhancement by improved electron beam" (Грант INTAS № 03-51-3861;2004-2007 гг.).
Поиск путей существенного повышения эффективности современных мощных гиротронов миллиметрового диапазона длин волн.

"Разработка макета вакуумного датчика орбитронного типа с холодным катодом", «Исследование несамостоятельного разряда в миниатюрном датчике давления орбитронного типа с наноуглеродным автоэмиссионным катодом" (договоры с научно-производственными организациями; 2003 г. по настоящее время).
Разработана и реализована оригинальная конструкция орбитронного датчика давления с распределеннным полевым эмиттером, перспективная для контроля давления газов в орбитальных спутниках земли. Проводятся исследования, нацеленные на повышение их качества.

Универсальная высоковакуумная установка с датчиком давления орбитронного типа
(доц. Архипов А.В. и доц. Мишин М.В.)

Результаты исследований отражены в более чем 40 опубликованных работах, в том числе:

  • A.V. Arkhipov, G.G. Sominski. Vacuum insulation and discharge phenomena in high-power devices with magnetic confinement of electron flow // IEEE Trans. on Dielectrics and Electrical Insulation. 1999. Vol. 6. P. 491-500.
  • С.В. Воскресенский, Г.Г. Соминский. Способ создания широкополосных квазишумовых сверхвысокочастотных сигналов большой мощности и устройство для его осуществления // Патент на изобретение № 2150765 с приоритетом от 07.04.1999. Зарегистрировано 10.06.2000.
  • G.G.Sominskii. Processes in Space Charge of High-Power Microwave Devices: Diagnostics and Control // Journal of Communications Technology and Electronics. 2000. V. 45. Suppl. 1. P. 82-86.
  • А.В. Архипов, Г.Г. Соминский. Взаимодействие плотного длинноимпульсного электронного потока с факелом продуктов разрушения твердотельной мишени // ЖТФ. 2001. Т. 71. № 9. С. 38-44.
  • Т.А. Тумарева, Г.Г. Соминский, А.А. Ефремов, А.С. Поляков. Острийные полевые эмиттеры с фуллереновым покрытием // ЖТФ. 2002. Т. 72. № 2. С. 105-110.
  • Е.В. Ганичев, Н.В. Дворецкая, Г.Г. Соминский. Коллективные процессы в микросекундном релятивистском электронном пучке: основные закономерности и механизмы // ЖТФ. 2002. Т. 72. № 7. С. 106-112.
  • D.V. Kas’yanenko, O.I. Louksha, B. Piosczyk, G.G. Sominski, M. Thumm. Low-frerquency parasitic oscillations in the 74.2 GHz moderate-power pulse gyrotron // Proc. of the Int. Workshop «Strong Microwaves in Plasmas» (Nizhny Novgorod, Russia, August 1-9, 2002). Nizhny Novgorod. Inst. of Appl. Phys. 2003. V. 1. P. 162-167.
  • D.V. Kas’yanenko, O.I. Louksha, B. Piosczyk, G.G. Sominski, M. Thumm. Experimental Investigation of Electron Energy Spectra in Collector Region of Moderate-Power Millimeter-Wave Gyrotron // ITG-Fachbericht Proceedings “Displays and Vacuum Electronics” (May 3-4, 2004, Garmisch-Partenkirchen, Germany). VDE Verlag GMBH, Berlin, Offenbach, 2004, p. 81-86.
  • Т.А. Тумарева, Г.Г. Соминский, А.А. Веселов. Активировка калием полевых эмиттеров с фуллереновыми покрытиями // ЖТФ. 2004. № 7. С.110-113.

В рамках работ направления выполнены и защищены ряд диссертаций

  Адрес факультета:
  195251, Санкт-Петербург, Политехническая 29
Деканат факультета: 2-й учебный корпус, помещение 440
Телефон/Факс: 552-9516
Электронная почта:
           деканат - deanery@rphf.spbstu.ru
           декан - dean@rphf.spbstu.ru