Այվազյան, Գարեգին Աշոտի

Mathematics

Աշխատությունը նվիրված է ծակոտկեն միջավայրերում երկրորդային էլեկտրոնների առաջացման, շարժման և բազմացման ֆիզիկական օրինաչափությունների ուսումնասիրությանը։ Հիմնական ուշադրությունը կենտրոնացված է այն գործընթացների վրա, որոնք տեղի են ունենում, երբ առաջնային լիցքավորված մասնիկների կամ էլեկտրոնների ազդեցության հետևանքով նյութի ներքին մակերևույթներից արտազատվում են երկրորդային էլեկտրոններ և հետագայում շարժվում ծակոտիներով ձևավորված բարդ տարածական կառուցվածքում։ Այսպիսի համակարգերը առանձնանում են նրանով, որ ունեն մեծ ներքին մակերևույթ, բազմաթիվ սահմանային շերտեր և լիցքավորված մասնիկների շարժման բազմակի ուղիներ, ինչի պատճառով էլեկտրոնային գործընթացները կարող են էապես տարբերվել համասեռ խիտ նյութերում դիտվող երևույթներից։ Հետազոտության կարևոր ուղղություններից է երկրորդային էլեկտրոնային էմիսիայի մեխանիզմների ուսումնասիրությունը։ Քննության է առնվում առաջնային մասնիկների էներգիայի փոխանցումը նյութին, էլեկտրոնների առաջացումը և դրանց՝ մակերևույթից դուրս գալու հնարավորությունը։ Կարևորվում է նյութի ֆիզիկական բնույթի, մակերևույթի վիճակի, ծակոտկենության աստիճանի և կառուցվածքային առանձնահատկությունների ազդեցությունը երկրորդային էլեկտրոնների քանակի և էներգետիկ բնութագրերի վրա։ Ծակոտկեն կառուցվածքում առաջացած էլեկտրոնների մի մասը կարող է կլանվել նյութում, իսկ մյուս մասը՝ հայտնվել ծակոտիների ազատ տարածությունում և մասնակցել հետագա տեղափոխման ու բազմացման գործընթացներին։ Առանձին ուշադրություն է հատկացվում էլեկտրոնների դրեյֆին արտաքին էլեկտրական դաշտի ազդեցությամբ։ Ծակոտիների երկրաչափությունը, դրանց չափերը, փոխկապակցվածությունը և ներքին մակերևույթների դասավորությունը կարող են պայմանավորել էլեկտրոնների շարժման բարդ հետագծեր։ Ուսումնասիրվում է էլեկտրական դաշտի ուժգնության և կառուցվածքային պարամետրերի ազդեցությունը էլեկտրոնների ուղղորդված շարժման, տեղափոխման արդյունավետության և նյութի ներքին մակերևույթների հետ բախումների հաճախականության վրա։ Կարևորվում է նաև էլեկտրոնների պատահական շարժման և ուղղորդված դրեյֆի փոխհարաբերությունը, քանի որ դրանց համատեղ ազդեցությունն է որոշում լիցքի տեղափոխման ընդհանուր բնույթը։ Հետազոտության առանցքային խնդիրներից է երկրորդային էլեկտրոնների բազմացման երևույթի ուսումնասիրությունը։ Ծակոտկեն միջավայրի ներքին մակերևույթի հետ էլեկտրոնի հաջորդական փոխազդեցությունների ընթացքում կարող են առաջանալ նոր երկրորդային էլեկտրոններ, որոնք համապատասխան պայմաններում նույնպես մասնակցում են հետագա շարժմանը և նոր փոխազդեցություններին։ Այսպիսով կարող է ձևավորվել բազմաստիճան գործընթաց, որի արդյունավետությունը կախված է ինչպես նյութի երկրորդային էլեկտրոնային էմիսիայի հատկություններից, այնպես էլ էլեկտրական դաշտից և ծակոտկեն կառուցվածքի երկրաչափական պարամետրերից։ Քննության է առնվում այն պայմանների ամբողջությունը, որոնց դեպքում բազմացման գործընթացն ուժեղանում կամ, հակառակը, սահմանափակվում է։ Առանձին նշանակություն է տրվում ծակոտկենության ազդեցությանը։ Ծակոտիների չափերի, ձևի և տարածական բաշխման փոփոխությունը կարող է էապես փոխել էլեկտրոնների միջին ազատ ճանապարհը, մակերևույթների հետ փոխազդեցությունների հավանականությունը և ընդհանուր էլեկտրոնային հոսքը։ Շատ փոքր կամ բարդ կառուցվածք ունեցող ծակոտիներում երկրորդային էլեկտրոնների զգալի մասը կարող է կրկին կլանվել, մինչդեռ որոշակի կառուցվածքային պայմաններում հնարավոր է ապահովել դրանց առավել արդյունավետ տեղափոխում։ Հետևաբար ուսումնասիրվում է ծակոտկեն միջավայրի կառուցվածքի և էլեկտրոնային բազմացման գործակցի միջև փոխկապակցվածությունը։ Կարևոր տեղ է հատկացվում մակերևութային երևույթներին։ Երկրորդային էլեկտրոնային էմիսիան զգալիորեն կախված է նյութի մակերևույթի ֆիզիկական վիճակից, կառուցվածքից և արտաքին ազդեցությունների հետևանքով առաջացող փոփոխություններից։ Հետազոտվում է, թե ինչպես կարող են մակերևութային հատկությունները փոփոխել էլեկտրոնների արտազատման հավանականությունը և դրանով իսկ ազդել ամբողջ բազմացման գործընթացի արդյունավետության վրա։ Ծակոտկեն նյութերում այս խնդիրը հատկապես նշանակալի է, քանի որ արտաքին մակերևույթի համեմատ ներքին ակտիվ մակերևույթի ընդհանուր մակերեսը կարող է շատ մեծ լինել։ Քննության են առնվում նաև տարածական լիցքի ձևավորման երևույթները։ Ծակոտկեն միջավայրում էլեկտրոնների կուտակումը և շարժումը կարող են փոփոխել տեղային էլեկտրական դաշտի բաշխումը, ինչն իր հերթին կարող է ազդել հետագա էլեկտրոնների շարժման վրա։ Այսպիսի փոխադարձ ազդեցությունը կարևոր է հատկապես այն պայմաններում, երբ էլեկտրոնների բազմացումը դառնում է ինտենսիվ։ Տարածական լիցքի ազդեցության գնահատումը հնարավորություն է տալիս ավելի ճշգրիտ նկարագրել էլեկտրոնային հոսքի կայունացման կամ սահմանափակման մեխանիզմները։ Առանձին ուշադրություն է հատկացվում ժամանակային բնութագրերին։ Երկրորդային էլեկտրոնների առաջացումը, տեղափոխումը և բազմացումը կարող են զարգանալ տարբեր ժամանակային մասշտաբներով, իսկ դրանց ուսումնասիրությունը հնարավորություն է տալիս գնահատել ծակոտկեն միջավայրի արձագանքի արագությունը արտաքին ազդեցությանը։ Այս հանգամանքը կարևոր է այնպիսի համակարգերի համար, որտեղ անհրաժեշտ է գրանցել արագ փոփոխվող մասնիկային կամ էլեկտրոնային հոսքեր։ Հետազոտության շրջանակում կարող են համադրվել տեսական և փորձարարական մոտեցումները։ Տեսական մոդելավորումը հնարավորություն է տալիս նկարագրել էլեկտրոնների շարժումը արտաքին դաշտում, գնահատել բախումների հավանականությունը և ուսումնասիրել բազմացման գործընթացի կախվածությունը տարբեր ֆիզիկական պարամետրերից։ Փորձարարական ուսումնասիրությունները հնարավորություն են տալիս որոշել էլեկտրոնային հոսքի, բազմացման գործակցի և այլ բնութագրերի իրական արժեքները և դրանք համեմատել տեսական կանխատեսումների հետ։ Նման համադրումը նպաստում է օգտագործվող ֆիզիկական մոդելների ճշգրտմանը և գործընթացի հիմնական մեխանիզմների բացահայտմանը։ Կարևորվում է նաև էլեկտրոնների էներգետիկ բաշխման ուսումնասիրությունը։ Միջավայրի ներքին մակերևույթների հետ բազմակի փոխազդեցությունների հետևանքով էլեկտրոնների էներգիան կարող է փոփոխվել, և այդ փոփոխությունները պայմանավորում են հաջորդական երկրորդային էմիսիայի արդյունավետությունը։ Էներգետիկ բնութագրերի վերլուծությունը հնարավորություն է տալիս հասկանալ, թե ինչ պայմաններում է ձևավորվում կայուն բազմացման ռեժիմ և ինչպես են նյութի հատկությունները ազդում այդ գործընթացի վրա։ Առանձին տեղ է հատկացվում արտաքին էլեկտրական դաշտի պարամետրերի և նյութի կառուցվածքային բնութագրերի համատեղ ազդեցության գնահատմանը։ Միևնույն նյութը տարբեր ծակոտկենության կամ դաշտային պայմաններում կարող է ցուցաբերել տարբեր էլեկտրոնային հատկություններ, հետևաբար համակարգի արդյունավետության գնահատումը պահանջում է բազմաթիվ գործոնների համատեղ ուսումնասիրություն։ Այդպիսի մոտեցումը հնարավորություն է տալիս որոշել այն ֆիզիկական պայմանները, որոնցում էլեկտրոնների առաջացման, դրեյֆի և բազմացման գործընթացները առավել արդյունավետ են։ Ուսումնասիրության արդյունքները կարող են նշանակություն ունենալ լիցքավորված մասնիկների գրանցման, էլեկտրոնային հոսքերի ուժեղացման և հատուկ էլեկտրոնային սարքերի ֆիզիկական սկզբունքների զարգացման համար։ Ծակոտկեն միջավայրերում էլեկտրոնային բազմացման մեխանիզմների ըմբռնումը կարող է նպաստել այնպիսի նյութերի և կառուցվածքների ընտրությանը, որոնց էլեկտրոնային հատկությունները համապատասխանեցված են կոնկրետ կիրառական խնդիրներին։ Միաժամանակ աշխատանքն ունի հիմնարար նշանակություն, քանի որ հնարավորություն է տալիս խորացնել պատկերացումները բարդ կառուցվածք ունեցող նյութերում լիցքակիրների տեղափոխման և մակերևութային փոխազդեցությունների մասին։ Հետազոտության գիտական արժեքը պայմանավորված է երկրորդային էլեկտրոնների առաջացման, շարժման և բազմացման գործընթացների փոխկապակցված ուսումնասիրությամբ՝ հաշվի առնելով ծակոտկեն միջավայրի կառուցվածքը, մակերևութային հատկությունները և արտաքին էլեկտրական դաշտը։ Ստացված արդյունքները կարող են նպաստել երկրորդային էլեկտրոնային էմիսիայի տեսության զարգացմանը, ծակոտկեն նյութերում լիցքի տեղափոխման մեխանիզմների ավելի ամբողջական նկարագրմանը և համապատասխան էլեկտրոնային համակարգերի ֆիզիկական բնութագրերի կատարելագործմանը։ Նյութը կարող է օգտակար լինել էլեկտրոնային և պինդ մարմնի ֆիզիկայի, նյութագիտության, լիցքավորված մասնիկների ֆիզիկայի, դետեկտորային տեխնիկայի և կիրառական էլեկտրոնիկայի ոլորտների հետազոտողների, դասախոսների և ուսանողների համար։