Student: Jiří Pavlů
Vedoucí: Doc. RNDr. Zdeněk Němeček, DrSc.
Stav práce: obhájená
Abstrakt:
Prachové plazma lze nalézt jak ve vesmíru tak i v plazmatických reaktorech a dalších plazmatických zařízeních (např. TOKAMAK). Takové plazma obsahuje mikronové částice, které se v něm mohou nabíjet několika různými procesy (sekundární elektron-elektronová emise, fotoemise a další). Diplomová práce se věnuje studiu procesů vyvolaných dopadem elektronů a He iontů na povrch prachové částice.
Naše experimentální uspořádání umožňuje zachytit jednu prachovou částici v elektrodynamickém kvadrupólu a vystavit ji působení elektronového nebo iontového svazku keV energií. Měrný náboj prachové částice můžeme určit z frekvence jejích kmitů. Lze tak získat kvalitativní závislost koeficientu sekundární emise na energii primárních elektronů. Zjistili jsme, že pro částice s průměrem zhruba 1 µm a energie primárních elektronů okolo 10 keV hraje již významnou roli sekundární emise ze zadní strany, která význačně zvyšuje efektivní koeficient sekundární emise. Pro studium odprašování prachové částice energetickými ionty jsme vyvinuli metody na přesné určení hmotnosti. Experimentální výsledky byly porovnány s teoretickými představami a jejich interpretace je podpořena počítačovým modelem.
Dusty plasma can be found in space as well as in plasma reactors and other plasma devices (e.g., TOKAMAK). Such plasma contains micron-sized particles which can be charged by several different processes (secondary electron emission, photoemission, etc.). The thesis is devoted to a study of processes induced by electron or He ion impact to the surface of dust particle.
Our experimental set-up allows us to trap a single dust particle in the electrodynamic quadrupole and to expose it to an electron/ion beam in keV energy ranges. Dust particle's charge-to-mass ratio could be established from the frequency of its oscillation. We could get a qualitative curve of secondary electron emission yield dependence on an energy of primary electrons. We have found that for the particle with a diameter around 1 µm and primary energies around 10 keV a secondary electron emission from its back side takes place what considerably enhances effective yield of secondary electron emission. Methods developed for a precise determination of the dust particle mass were used for a study of the dust particle sputtering by high-energy ions. Experimental results were compared with theoretical considerations and the interpretation was supported by computed models.