Systém pro levitaci prachových zrn

Student: Martin Beránek
Vedoucí: Prof. RNDr. Zdeněk Němeček, DrSc.
Stav práce: obhájená

Abstrakt:

Prachové plazma je v současné době předmětem intenzivního výzkumu pro jeho četné technické aplikace i jeho významu pro pochopení procesů probíhajících v kosmickém prostoru. Nejdůležitějším parametrem, určujícím chování prachových zrn, je náboj, který zrna získávají a ztrácejí záchytem elektronů nebo iontů, nebo emisními procesy. Tyto procesy jsou poměrně dobře prozkoumány pro rovinné kovové vzorky, ale zrna z izolantů vykazují často nečekané vlastnosti.

Na našem pracovišti slouží ke studiu nabíjecích procesů vysokovakuová aparatura vybavená dynamickou pastí, ve které je možno prachové zrno (obvykle sférického tvaru o průměru okolo 1 mikronu) zachytit, působit na něj elektronovým nebo iontovým svazkem a měřit výsledný náboj. Z náboje a jeho změn jsou pak počítány další parametry nabíjecího procesu. Příkladem může sloužit obrázek ukazující změnu potenciálu zrn o přibližně stejném průměru v závislosti na energii svazku primárních elektronů.

Past, kde je zrno zachyceno, je založena na principu kvadrupólu. Její nevýhodou je, že interakční prostor je těsně obklopen elektrodami a jejich blízkost vede k řadě nežádoucích efektů. Předběžné odhady ukazují, že je možno najít konstrukci podstatně otevřenější, která by současné nevýhody eliminovala.

Cílem diplomové práce bude návrh, konstrukce a ověření nové pasti. Pro experimenty s pastí je k dispozici vakuová aparatura, kterou je možno vybavit elektronovým dělem, takže diplomová práce není vázána na stávající aparaturu, na které průběžně probíhají experimenty. Předpokládá se však, že se diplomant zúčastní i experimentů se stávající pastí, aby pochopil problémy a mohl svůj návrh optimalizovat.

Diplomová práce je podporována grantem GAČR a její součástí může být i pobyt na spolupracujícím pracovišti v zahraničí.