Pulsed optical and X-ray radiation of fractals: review of hypotheses. Part II. Micro-breakdown of fractals made of metamaterials

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

In the continuation of the review, the properties of metamaterials are considered, and an analysis of publications that indicate the possibility of low–field emission of various semiconductor and polymer materials at the size of nanogreens or points 20–30 nm is carried out. We will show that for the manufacture of a source of high-energy seed fast electrons and the realization of breakdown on escaping electrons, it is sufficient to use a thread 30–50 m long with fractals of aluminum nanostructures (nanodrops) with a size of 10–30 nm.

Full Text

Restricted Access

About the authors

Petr P. Maltsev

Institute of Microwave Frequencies of the RAS

Author for correspondence.
Email: isvch@isvch.ru

Doctor of Technical Sciences, Professor, Chief Researcher

Russian Federation, Moscow

References

  1. Gurevich A V, Milikh G A., Roussel-Dupre R. Runaway electron mechanism of air breakdown and preconditioning during a thunderstorm. Physics Letters A. 1992; 165(5–6): 463–468. doi: 10.1016/0375-9601(92)90348-p.
  2. Gurevich A. V., Zybin K. P. Runaway breakdown and electric discharges in thunderstorms.Phys. Usp. 2001;44: 1119–1140. doi: 10.1070/PU2001v044n11ABEH000939 Гуревич А. В., Зыбин К. П. Пробой на убегающих электронах и электрические разряды во время грозы. Успехи физических наук. 2001; 171(11):1177–1199.
  3. Physical quantities: Handbook / [A. P. Babichev, etc.]; Edited by I. S. Grigoriev, E. Z. Meilikhov. Moscow: Energoatomizdat, 1991. 1231 p.
  4. Bragin I. V., Chebotarev A. S., Elizavetov E. P., Istyakov I. V., Mikhailov V. F. Space-based radiometric equipment for measuring the parameters of high-altitude lightning discharges – alphas and jets. Proceedings of the Russian universities. Radioelectronics. 2012; 2: 75–78. Брагин И. В., Чеботарев А. С., Елизаветов Е. П., Истяков И. В., Михайлов В. Ф. Радиометрическая аппаратура космического базирования для измерения параметров высотных грозовых разрядов – альфов и джетов. Известия вузов России. Радиоэлектроника. 2012; 2:75–78.
  5. Blokhin M. A. X-ray radiation. Physical encyclopedia: [in 5 volumes] / Ch. ed. A. M. Prokhorov. – Moscow: Great Russian Encyclopedia, 1994; 4: 375–377.
  6. Grechukhin D. P. Gamma radiation. Physical encyclopedia: [in 5 volumes] / Ch. ed. A. M. Prokhorov. – Moscow: Great Russian Encyclopedia, 1994; 4: 377–379.
  7. Veselago V. G. The electrodynamics of substances with simultaneously negative values of ε and μ. Sov. Phys. Usp. 1968;10:509–514. doi: 10.1070/PU1968v010n04ABEH003699 Веселаго В. Г. Электродинамика веществ с одновременно отрицательными значениями ε и µ. Успехи физических наук. 1967; 92(7):517–526. doi: 10.3367/UFNr.0092.196707d.0517.
  8. Dement’ev A.N., ZHukov A.O., Il’kov V.K., Skrynskij V. R. Metamaterialy v radioelektronike: ot issledovanij k razrabotkam. /Pod red. P. P. Mal’cev. – M.: Tekhnosfera. 2023. – 248s. Дементьев А. Н., Жуков А. О., Ильков В. К., Скрынский В. Р. Метаматериалы в радиоэлектронике: от исследований к разработкам. /Под ред. П. П. Мальцев. – М.: Техносфера. 2023. – 248с.
  9. Gluhovskoj E. G., ZHukov N. D. Protekanie toka v avtoemissionnom nanokontakte metall–poluprovodnik. Prikladnaya fizika. 2015; 3:5–9. Глуховской Е. Г., Жуков Н. Д. Протекание тока в автоэмиссионном наноконтакте металл–полупроводник. Прикладная физика. 2015; 3:5–9.
  10. Mihajlov A. I., Kabanov V. F., ZHukov N. D. Osobennosti avtoelektronnoj emissii iz submikronnyh vystupov sherohovatoj poverhnosti antimonida indiya. Pis’ma v ZHTF. 2015; 41(12):8–14. Михайлов А. И., Кабанов В. Ф., Жуков Н. Д. Особенности автоэлектронной эмиссии из субмикронных выступов шероховатой поверхности антимонида индия. Письма в ЖТФ. 2015; 41(12):8–14.
  11. Stecenko B. V. Otstuplenie ot formuly Faulera–Nordgejma dlya toka avtoemissii iz nanochastic. ZHurnal tekhnicheskoj fiziki. 2011; 81(4):152–154. Стеценко Б. В. Отступление от формулы Фаулера–Нордгейма для тока автоэмиссии из наночастиц. Журнал технической физики. 2011;81(4):152–154.
  12. Gadiev R. M., Lachinov A. N., Kornilov V. M. et al. Anomal’no vysokaya provodimost’ vdol’ interfejsa dvuh polimernyh dielektrikov. Pis’ma v ZHETF. 2009;90(11): 821–825. Гадиев Р. М., Лачинов А. Н., Корнилов В. М. и др. Аномально высокая проводимость вдоль интерфейса двух полимерных диэлектриков. Письма в ЖЭТФ. 2009;90(11): 821–825.
  13. Maltsev P. P., Ganzha A. A., Pavlov V.Yu., Mikhalev A. O., Kozlitin A. I. Formation of Polymer Threads with Nanoscale Aluminum Formations. Nanobiotechnology Reports. 2022; 17(7): S15–S17. Pleiades Publishing, Ltd., 2022.
  14. Maltsev P. P., Ganzha A. A., Pavlov V.Yu., Mikhalev A. O., Kozlitin A. I. Formation of Polymer Threads with a Nanosized Aluminum Topology. Russian Microelectronics. 2023; 52(4): 312–316. Pleiades Publishing, Ltd., 2023.
  15. Mal’cev P.P., Ganzha A. A., Pavlov V.YU., Mihalev A. O., Kozlitin A. I., Sarajkin V. V. Ocenka znachenij radial’noj plazmennoj chastoty dlya polimernoj niti s nanoostrovkami alyuminiya. Nano- i mikrosistemnaya tekhnika. 2024; 26(1.): 25–32. Мальцев П. П., Ганжа А. А., Павлов В. Ю., Михалев А. О., Козлитин А. И., Сарайкин В. В. Оценка значений радиальной плазменной частоты для полимерной нити с наноостровками алюминия. Нано- и микросистемная техника. 2024; 26(1.): 25–32.
  16. Ganzha A. A. Issledovaniya atmosfernogo elektrichestva s pomoshch’yu kvantovo–strukturnyh nitej. Materialy XVIII Vserossijskoj Otkrytoj konferencii s mezhdunarodnym uchastiem «Sovremennye problemy distancionnogo zondirovaniya Zemli iz kosmosa». 16–20 noyabrya. 2020. IKI RAN. 2020. S. 145. doi: 10.21046/18DZZconf-2020a. Ганжа А. А. Исследования атмосферного электричества с помощью квантово–структурных нитей. Материалы XVIII Всероссийской Открытой конференции с международным участием «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». 16–20 ноября. 2020. ИКИ РАН. 2020. С. 145. doi: 10.21046/18DZZconf-2020a.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 6. ENG-type metamaterial: a) in the form of a set of thin metal conductors with an interval of 5 mm; b) a polymer fiber with a set of aluminum nanoislands deposited in the chains (light material) along the aramid fiber with an interval of 10 μm

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Fig. 7. The surface of a polymer thread made of aramid fibers with the irregular chains of aluminum nanoislands: a) images of an RGB map with an overlay of Al (red), C (blue), Cl (green) maps; b) images of the secondary electrons – Al (white)

Download (3MB)
Indexing metadata
4. Fig. 8. Electric discharge: a) in the direction of an electromagnetic wave propagation along a polymer thread made of aramid fibers with the aluminum nanoislands (thread length 30 m; electric field voltage E = 30 kV/m): b) еxample of a sprite discharge [2]

Download (1MB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Maltsev P.P.