Самосогласованная система уравнений электронного пучка

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«КУБАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

(ФГБОУ ВО «КубГУ»)

Физико-технический факультет

Кафедра радиофизики  и нанотехнологий

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

Самосогласованная система уравнений электронного пучка

Работу выполнил          Сморж Дмитрий Юрьевич

Курс 3

Направление 03.03.03 Радиофизика

Научный руководитель

Д - р физ. - мат. наук, профессор         Г. Ф. Копытов

Нормоконтролер

канд. физ. - мат. наук, доцент        М. А. Жужа

Краснодар 2018

РЕФЕРАТ[pic 1]

Курсовой проект содержит  30 с.,  6 рис., 8 источников.

СИСТЕМА УРАВНЕНИЙ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА, СИЛЫ ПРОСТРАНСТВЕННОГО ЗАРЯДА, РАСШИРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННОГО ПУЧКА , ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКИЕ И МАГНИТНЫЕ СИЛЫ , РАСШИРЯЮЩИЙСЯ ОСЕСИММЕТРИЧНЫЙ ПУЧОК , ЗАКОН СТЕПЕНИ 3/2 (ЧАЙЛДА — ЛЕНГМЮРА)

Объектом исследования является система уравнений электронного пучка.

Целью работы являлись рассмотрение интенсивных электронных и ионных пучков.

Основными задачами являлись:

1) поиск и анализ литературных данных о оптике пространственного заряда;

2) анализ систем уравнений электронного пучка;

 В результате выполнения данной работы были рассмотрены наиболее важные физические эффекты, создаваемые пространственном зарядом в электронных и ионных пучках с высоким первеансом, а также методы получения и поддержания потоков заряженных частиц высокой интенсивности. 

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ        4

1 Оптика пространственного заряда        5

2 Силы пространственного заряда        10

        2.1 Электростатические силы        10

        2.2 Магнитные силы        13

3 Расширение электронного пучка        15

4 Создание интенсивных электронных пучков        20

       4.1 Поток пространственного заряда        20

       4.2 Электронные пушки Пирса        23

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        29

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ        30

ВВЕДЕНИЕ

Бурное развитие физики интенсивных электронных и ионных пучков начиная с 50-х годов прошлого столетия во многом объясняется потребностями новых направлений науки и техники, таких, как микроволновая электроника, ядерная физика, физика высоких энергий, элементный и структурный анализ материалов. В результате были созданы принципиально новые приборы, позволившие получить уникальные сведения об окружающем нас мире как фундаментального, так и прикладного характера.

В настоящее время интенсивная электронная и ионная оптика не утратила своей актуальности и продолжает развиваться.        Большое стимулирующее влияние при этом оказывают её новые приложения в микроэлектронике, диагностике материалов, обработке поверхностей. Достаточно сказать, что решение одной из важнейших задач современной микроэлектронной технологии - освоение субмикронного диапазона - трудно представить без диагностического и технологического оборудования на основе электронных и ионных зондов.

Другим хорошим примером возрастающей важности этой области знаний является технология интегральных микросхем. Основной тенденцией современной микроэлектроники является повышение уровня интеграции и усложнение топологии микросхем. Наличие дифракционных ограничений в оптическом диапазоне и технологические проблемы использования рентгеновских лучей склоняют выбор в пользу технологий на основе пучков интенсивных заряженных частиц.

1 Оптика пространственного заряда

Положительный или отрицательный пространственный заряд, распределенный в потоке частиц вследствие взаимодействия их собственных зарядов, приводит к возникновению сил пространственного заряда в самом пучке частиц. Эти силы в свою очередь приводят к возникновению трех основных явлений: