Физико-энергетическому институту - 75 лет
МЕНЮ

История

Более 70 лет мы разрабатываем самые передовые технологические решения в области ядерной энергетики и безопасности

Научное открытие «Явление анизотропии ионно-электронной эмиссии монокристаллов»

Авторы открытия

Е.С. Машкова, В.А. Молчанов, Д.Д. Одинцов (ФЭИ), В.Г. Тельковский, В.М. Чичеров

  • Приоритет открытия — 13 октября 1960 г.
  • Диплом № 126

Формула открытия

Установлено ранее неизвестное явление анизотропии ионно-электронной эмиссии монокристаллов, заключающееся в уменьшении числа эмитированных электронов при направлении падающих ионов вдоль кристаллографических осей мишени.

Описание открытия

Доктора физико-математических наук Е. С. Машкова и В. А. Молчанов (МГУ) совместно с кандидатом физико-математических наук Д. Д. Одинцовым (Физико-энергетический институт, г. Обнинск), доктором физико-математических наук В. Г. Тельковским (МИФИ) и кандидатом физико-математических наук В. М. Чичеровым (Институт атомной энергии имени И. В. Курчатова) открыли явление анизотропии ионно-электронной эмиссии монокристаллов.

Изучение взаимодействия быстрых атомных частиц с кристаллическим твердым веществом представляет большой научный и практический интерес. Исследование этих взаимодействий началось около 20 лет назад и позволило установить несколько неожиданных эффектов, получивших название ориентационных, т. е. зависящих от направления. К их числу относится и данное открытие.

Число электронов, эмитируемых из кристалла под действием ионной бомбардировки, резко уменьшается при совпадении направления падения ионов с кристаллографическими осями мишени. Это явление впервые было обнаружено авторами открытия в 1960 году при экспериментальном изучении взаимодействия ускоренных ионов с монокристаллами.

Необычными оказались два характерных свойства обнаруженного явления. Первое: открытая анизотропия ионно-электронной эмиссии качественно отличается от анизотропии других свойств кристаллов – механических, электрических, магнитных, оптических и т. д. Зависимости этих свойств кристаллов от кристаллографического направления являются плавными и описываются тензорами второго ранга, в то время как изменение числа эмитируемых из кристалла электронов происходит в основном лишь в узких угловых интервалах вблизи кристаллографических осей. Второе характерное свойство анизотропии ионно-электронной эмиссии – значительная величина уменьшения числа эмитированных электронов, которая достигает в типичных случаях нескольких сот процентов при изменении угла между направлением падения ионов и кристаллографическим направлением всего на несколько градусов.

Эксперименты 1961-1973 годов, проводившиеся авторами открытия в Научно-исследовательском институте ядерной физики МГУ, характеризовались многочисленными систематическими исследованиями открытого явления. Изучалась анизотропия ионно-электронной эмиссии для кристаллов различных симметрии с разными типами связей. Была проанализирована зависимость анизотропии ионно-электронной эмиссии от вида и энергии ионов, температуры и степени упорядоченности мишени.

Анизотропия ионно-электронной эмиссии является одним из первых ориентационных эффектов взаимодействия атомных частиц с кристаллами. Вместе с другими ориентационными эффектами она легла в основу новой области физики твердого тела – радиационной физики упорядоченных сред. Открытие дает возможность непрерывного контроля радиационных дефектов в облучаемом образце, а также контроля ориентации монокристаллов. На основе открытия создан ряд изобретений. Анизотропию ионно-электронной эмиссии широко исследовали для различных классов твердых тел – металлов, полупроводников и диэлектриков – в лабораториях СССР, США, Франции, Голландии, Германии.