The effects produced by molecular ions on a solid surface

This work deals with the experimental study of secondary electron emission induced by discusses 1 MeV/a.m.u. hydrogen ions in forward direction from thin argentums, copper and nickel foils. The possible reasons of less effective generation of law energy electrons by molecular ions were discussed. We concluded that realization of collision mechanism of secondary electron production (slow electrons) is complicated by correlative motion of the constituent ions of molecule in the substance. The experiments show, that when fast charged particle passes through substance the production mechanism of ionization electrons through plasma oscillations, apparently, is proved to be more effective for molecular ions, than for atomic ones.У цій роботі приведені результати експериментального дослідження вторинної електронної емісії, що спричинюється іонами водню з енергіями 1 MeВ/a.о.м.. Емісія вивчалася на простріл з тонких мішеней зі срібла, міді і нікеля. Обговорюються можливі причини менш ефективної генерації низько енергетичних електронів молекулярними іонами. Ми вважаємо, що механізм створення повільних електронів через зіткнення має певні труднощі, щодо реалізації при корелірованому розльоті фрагментів молекулярного іона в речовині. Проведені експерименти показали, що передача енергії від швидкої зарядженої частинки електронам середовища через плазмові коливання найбільш ефективно для молекулярних іонів, ніж для атомних.В этой работ приведено результаты экспериментального исследования вторичной электронной эмиссии, вызываемой ионами водорода с энергиями 1 MэВ/a.е.м.. Эмиссия изучалась на прострел с тонких мишеней из серебра, меди и никеля. Обсуждаются возможные причины менее эффективной генерации низкоэнергетических электронов молекулярными ионами. Мы считаем, что столкновительный механизм создания медленных вторичных электронов затруднен при коррелированном разлете фрагментов молекулярного иона в веществе. Проведенные эксперименты показали, что передача энергии от быстрой заряженной частицы электронам среды посредством плазменных колебаний более эффективно для молекулярных ионов, чем для атомных

Energy losses of fast light ions and plasmon excitation in metal films

In this paper, we present the results of measurements of the secondary emission electrons (SEE) coefficients and electron energy distributions in the forward and backward directions. The measurements were carried out in experiments with three different substances. Generalizing the results obtained makes it possible to determine the mechanisms for energy losses of a fast ion propagating in solid-state plasma. The present investigation is dedicated to thick silver foil ionoluminescence study under different incident angles and proton energies also. Possible mechanisms of light generation are discussed based on obtained experimental data.У цій роботі представлені результати вимірів енергетичних розподілів електронів і коефіцієнтів вторинної іонно- електронної емісії на простріл і на відбиття. Експерименти проведені для трьох речовин. Узагальнення отриманих результатів дозволило визначити механізми втрат енергії швидкими іонами, що рухаються у твердотільній плазмі. Ця робота також присвячена вивченню іонолюмінесценції товстої срібної фольги при різних кутах падіння та енергіях протонів. Виходячи з отриманих експериментальних даних обговорюються можливі механізми генерації світла.В этой работе представлены результаты измерений энергетических распределений электронов и коэффициентов вторичной ионно-электронной эмиссии на прострел и на отражение. Эксперименты проведены для трех веществ. Обобщение полученных результатов позволило определить механизмы потерь энергии быстрыми ионами, движущимися в твердотельной плазме. Настоящая работе также посвящена изучению ионолюминесценции толстой серебряной фольги при различных углах падения и энергиях протонов. Исходя из полученных экспериментальных данных обсуждаются возможные механизмы генерации света

The silica and silicon luminescence induced by fast hydrogen ions

The results of silica and silicon luminescence induced by hydrogen ions bombardment with energy 0.2 ÷ 0,45 MeV and 0.8 ÷ 2.4 MeV were presented in this paper. It was obtained that the ionluminescence spectra of SiO₂ were changed under hydrogen ions bombardment essentially. The relation between light intensity and implantation dose was determined. The silicon spectra were measured in the near ultraviolet and visible regions of wavelength. The spectra consist of three wide bands. The band with maximum at 326 - 328 nm was not observed earlier. The mechanisms of generation of these bands are discussed. The possibilities to discover oxide layer formed by the natural way on a silicon surface are shown. The novel method for control of proton dose in quartz was proposed

The energy spectra of secondary electron emission induced by fast ions

It is shown that the distribution function of secondary electrons of ion-induced emission from the front and back surfaces of thin Ag, Cu, Ni foils can be approximated by the power-law function with different power indices in the corresponding energy ranges. The increases of ion energy losses caused the power index to decrease in the first energy interval, while in the second energy interval the power index showed the trend to lessening

Transition radiation induced by nonrelativistic electron bunches

The experiments showed that the Bernstein – Green – Kruskal (BGK)-waves can be used to form short electron bunches with time durations ranging between 50 and 100 ps. Experiments on generating electromagnetic pulses (EMPs) by using nonrelativistic electron bunches passing through diaphragms of various radii and complex geometries are described. Results obtained may also be used in designing devices for generating EMPs with tunable characteristics.Розглядається можливість генерації коротких електронних згустків тривалістю від 50 до 100 пс хвилями Бернштейна-Гріна-Крускала (БГК) і формування електромагнітних імпульсів (ЕМІ) з керованими характеристиками на діафрагмах різної геометрії. Експерименти продемонстрували, що БГК-хвилі можуть бути використані для формування коротких електронних згустків з керованими характеристиками.Рассматривается возможность генерации коротких электронных сгустков протяженностью от 50 до 100 пс волнами Бернштейна-Грина-Крускала (БГК) и формирования электромагнитных импульсов (ЭМИ) с управляемыми характеристиками на диафрагмах разных геометрий. Эксперименты продемонстрировали, что БГК-волны могут использоваться для формирования коротких ЭМИ с управляемыми характеристиками

Forward and backward electron yield ratio for α-particle induced emission from different materials

In this work, the ratio of forward and backward electron yields for emission induced by the isotropic flux of α-particles from zinc was measured. On the basis of the measured values and experimental data obtained in earlier experiments for other materials, a systematization of the electron yield ratio for forward and backward emission was done, and a relationship of the ratio with stopping power of an ion in a substance was found. The dependence of work function for various materials on the ratio of the electron emission yields was analyzed.Виміряне відношення коефіцієнтів емісії електронів на простріл і на відбиття, яка індукована ізотропним потоком α-частинок з цинку. На основі виміряних значень і експериментальних даних, отриманих у попередніх експериментах для інших матеріалів, проведена систематизація відношення коефіцієнтів на простріл і відбиття, і встановлено зв’язок цього параметра з питомими іонізаційними втратами іона в речовині. Проаналізовано залежність роботи виходу електронів для різних матеріалів від відношення коефіцієнтів емісії.Измерено отношение коэффициентов эмиссии электронов на прострел и на отражение, которая индуцирована изотропным потоком α-частиц из цинка. На основе измеренных значений и экспериментальных данных, полученных в более ранних экспериментах для других материалов, проведена систематизация отношения коэффициентов на прострел и отражение, и установлена связь этого параметра с удельными ионизационными потерями иона в веществе. Проанализирована зависимость работы выхода электронов для различных материалов от отношения коэффициентов эмиссии

Forwand backward electron yield ratio for α-particle induced emission from different materials

TIn this work, the ratio of forward and backward electron yields for emission induced by the isotropic flux of α-particles from zinc was measured. On the basis of the measured values and experimental data obtained in earlier experiments for other materials, a systematization of the electron yield ratio for forward and backward emission was done, and a relationship of the ratio with stopping power of an ion in a substance was found. The dependence of work function for various materials on the ratio of the electron emission yields was analyzed.Виміряно відношення коефіцієнтів емісії електронів на простріл і на відбиття, яка індукована ізотропним потоком α-частинок з цинку. На основі виміряних значень і експериментальних даних, отриманих в попередніх експериментах для інших матеріалів, проведена систематизація відношення коефіцієнтів на простріл і відбиття, і встановлено зв'язок цього параметра з питомими іонізаційними втратами іона в речовині. Проаналізовано залежність роботи виходу електронів для різних матеріалів від відношення коефіцієнтів емісії.Измерено отношение коэффициентов эмиссии электронов на прострел и на отражение, которая индуцирована изотропным потоком α-частиц из цинка. На основе измеренных значений и экспериментальных данных, полученных в более ранних экспериментах для других материалов, проведена систематизация отношения коэффициентов на прострел и отражение, и установлена связь этого параметра с удельными ионизационными потерями иона в веществе. Проанализирована зависимость работы выхода электронов для различных материалов от отношения коэффициентов эмиссии

α-particle induced forward-backward electron emission from titanium nitride

The electronic yields of forward and backward secondary ion-induced electron emission from titanium nitride bombarded by α-particles from a radioisotope source were experimentally measured. It was shown that the ratio of forward and backward electronic yields was approximately 1.79, which agrees well with the results obtained earlier for other materials and fast light ions. It was found that this ratio increased slightly with increasing specific ionization loss of the ionЕкспериментально виміряно електронні виходи вторинної іонно-електронної емісії з нітриду титану на простріл і на відбиття під час бомбардування α-частинками від радіоізотопного джерела. Показано, що відношення електронних виходів на простріл і на відбиття становить приблизно 1,79, що добре узгоджується з результатами, отриманими раніше для інших матеріалів і швидких легких іонів. Знайдено, що зазначене відношення помірно зростає зі збільшенням питомих іонізаційних втрат іона.Экспериментально измерены электронные выходы вторичной ионно-электронной эмиссии из нитрида титана на прострел и на отражение при бомбардировке α-частицами от радиоизотопного источника. Показано, что отношение электронных выходов на прострел и на отражение составляет примерно 1,79, что хорошо согласуется с результатами, полученными ранее для других материалов и быстрых легких ионов. Найдено, что указанное отношение слегка возрастает с увеличением удельных ионизационных потерь иона

Experimental study of secondary emission radioisotope current source prototype

The results of experimental investigations of prototype of secondary emission radioisotope current source are presented. Novel physical idea of nuclear particle energy conversion into electricity by means of secondary ion induced electron emission underlies this autonomous power supply. As primary particles we used H+ ion beam from Van de Graff accelerator with megaelectronvolt energy. Some possible regimes of the prototype operation were studied. It was shown that load curve of the prototype had maximum. Output power up to 10 mWatt was obtained. It was experimentally shown realizability of the energy conversion idea.Представлено результати експериментальних досліджень прототипу вторинно-емісійного радіоізотопного джерела струму. Це автономне джерело живлення базується на новітній фізичній ідеї перетворення енергії ядерних частинок в електричну енергію за допомогою вторинної іонно-електронної емісії. За первинні частинки ми використовували пучок іонів H+ мегаелектронвольтних енергій, який було отримано на прискорювачі Ван де Граафа. Було вивчено кілька можливих режимів роботи прототипу. Показано, що навантажувальна крива прототипу має максимум. Отримано вихідну потужність до 10 мкВт. Експериментально показана здійснюваність ідеї перетворення енергії.Представлены результаты экспериментальных исследований прототипа вторично-эмиссионного радиоизотопного источника тока. Этот автономный источник питания основан на новой физической идее преобразования энергии ядерных частиц в электрическую энергию с помощью вторичной ионно-электронной эмисии. В качестве первичных частиц мы использовали пучок ионов H+ мегаэлектронвольтных энергий, который был получен на ускорителе Ван де Граафа. Было изучено несколько возможных режимов работы прототипа. Показано, что нагрузочная кривая прототипа имеет максимум. Получена выходная мощность до 10 мкВт. Экспериментально показана осуществимость идеи преобразования энергии

Secondary electron emission induced by α-particles from Mg-MgO layers

The paper presents the results of experimental study of forward and backward electron emission induced by α- particles from the deposited film of magnesium. It was shown that during the deposition of magnesium in residual gas atmosphere the deposited film contained a large amount of MgO component, which makes it possible to consider the resulting structure as Mg-MgO. The presence of magnesium oxide on the surface of the target and the collector leads to the fact that the previously obtained dependence of the ratio of forward and backward electron yields on specific energy loss of the ion for various metals is not applicable in the case of deposited magnesium. The differences are explained by the specificity of the emission from magnesium in the presence of a significant amount of MgO. The results obtained can be used to detect MgO on the surface of a magnesium substrate. It was shown the differences in the experimental data for the bulk magnesium collector and the collector with deposited magnesium layer.Наведено результати експериментів з дослідження емісії електронів, що індукована α-частинками на простріл і на відбиття з напилених плівок магнію. Було показано, що в разі напилення магнію в атмосфері залишкового газу утворена плівка містить велику кількість компонента MgO, що дозволяє розглядати отриману структуру як Mg-MgO. Наявність окису магнію на поверхні мішені та колектора призводить до того, що отримана раніше залежність відносин електронних виходів на простріл і на відбиття від питомих втрат енергії іона для різних металів не може бути застосована в разі напиленого магнію. Отримані відмінності пояснюються специфікою емісії з магнію за наявності значної кількості MgO. Отримані результати можуть бути застосовані для детектування MgO на поверхні магнієвого субстрату. Було показано і пояснено відмінності в експериментальних даних для масивного магнієвого колектора і колектора з напиленим шаром магнію.Приведены результаты экспериментов по исследованию эмиссии электронов, индуцированной α-частицами на прострел и на отражение из напыленной пленки магния. Было показано, что при напылении магния в атмосфере остаточного газа пленка содержит большое количество компонента MgO, что позволяет рассматривать полученную структуру как Mg-MgO. Наличие окиси магния на поверхности мишени и коллектора приводит к тому, что полученная ранее зависимость отношений электронных выходов на прострел и на отражение от удельных потерь энергии иона для различных металлов не применима в случае напыленного магния. Полученные различия объясняются спецификой эмиссии из магния при наличии значительного количества MgO. Полученные результаты могут быть применены для детектирования MgO на поверхности магниевого субстрата. Были показаны и объяснены различия в экспериментальных данных для массивного магниевого коллектора и коллектора с напыленным слоем магния