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

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

The researches of kinetic electron emission for creation of new-type current source

It is suggested that the high energy electrons produced in ionization due to the nuclear particle flow should be used for effective conversion the radioactive decay energy into electrical energy. The conversation of secondary electron emission energy enables one to create a power source with a typical voltage of (10-20) V and a capacity above 2000 KWt×h/kg, this being much higher than for common sources. Moreover, the operation of this type of sources does not require heating to high temperature and use of a refrigerator; this significantly extends their area of application. The experimental studies into secondary emission characteristics of various materials were carried out to optimize binary cell materials of a secondary - emission radioisotope current source. The total current as a function of collector materials was measured. New data on the secondary emission characteristics of certain materials were obtained. It was ascertained that the total binary cell current had an effect upon secondary electron - electron emission. By way of example, a typical power dependence of voltage was investigated for copper collector; the optimum voltage value corresponding to peak power was calculated too

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

Ionoluminescence of silica bombarded by 420 keV molecular hydrogen ions

The paper presents experimental results for optical range silica luminescence induced by 420 keV molecular hydrogenion bombardment. Ion beam from van der Graaf accelerator impinged on silica target, varying absorption dose fromnonir radiated state up to 4.35·10¹⁰ Gy. We focused upon evolution of spectrum shape and angular spectral characteristics (observation angle 0–70°) depending on absorption dose. The influence of absorption dose growth on luminescence indicatrix measured for wavelengths 456 and 644 nm was studied