Исследование отбора полидисперсных частиц по размеру и форме в плазменно-пылевых ловушках в тлеющем разряде тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.08, кандидат физико-математических наук Ермоленко, Максим Анатольевич

• Ермоленко, Максим Анатольевич
• кандидат физико-математических наук
• 2012

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Ермоленко, Максим Анатольевич

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР РАБОТ ПО ИЗУЧЕНИЮ УСЛОВИЙ ФОРМИРОВАНИЯ ПЫЛЕВЫХ СТРУКТУР, ЛЕВИТАЦИИ И АГЛОМЕРАЦИИ ПЫЛЕВЫХ ГРАНУЛ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ

1.1 Динамика уединенных частиц и условия левитации

1.2 Создание объемных структур и монослоев. Влияние сорта газа и особенности порошков на пылевые структуры

1.3 ППС при неравномерном выделении тепла

1.4 О сепарации пылевых частиц. Применение магнитных частиц

1.5 Постановка задачи

ГЛАВА 2. МЕТОД СБОРА И ИЗВЛЕЧЕНИЯ ПЫЛЕВЫХ ЧАСТИЦ ИЗ РАЗРЯДНЫХ КАМЕР. РАСПРЕДЕЛЕНИЕ ПО РАЗМЕРАМ ПОЛЫХ МИКРОСФЕР

2.1 Конструкция разрядной камеры и метод извлечения частиц

2.2 Обработка изображений частиц. Результаты распределения по размерам для микросфер

2.3 Интерпретация результатов

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ОТБОРА ПОЛИДИСПЕРСНЫХ ЧАСТИЦ КВАРЦА В ПЫЛЕВЫХ ЛОВУШКАХ В ТЛЕЮЩЕМ РАЗРЯДЕ В СТРАТАХ

3.1 Предварительные эксперименты и подготовка полидисперсных порошков

3.2 Результаты сепарации по размеру и форм-фактору для частиц произвольной формы в стратах

3.3 Интерпретация

3.4 Объяснение формирования сложных структур

ГЛАВА 4. СОЗДАНИЕ И ИЗУЧЕНИЕ СВОЙСТВ ПЫЛЕВОЙ СТРУКТУРЫ, СФОРМИРОВАННОЙ В ТЛЕЮЩЕМ РАЗРЯДЕ В ЛОВУШКЕ НАД

НИЖНЕЙ СТЕНКОЙ РАЗРЯДНОЙ ТРУБКИ

4.1 Создание структуры в ловушке над нижней стенкой трубки

4.2 Отбор частиц в ловушке над нижней стенкой трубки

4.3 Свойства структуры в ловушке над нижней стенкой трубки

4.4 Тлеющий разряд как сепаратор полидисперсных частиц

ГЛАВА 5. ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ЧАСТИЦ В ПЫЛЕВОЙ ПЛАЗМЕ. РЕГИСТРАЦИЯ СОБСТВЕННОГО ВРАЩАТЕЛЬНОГО ДВИЖЕНИЯ ПРОЗРАЧНЫХ ПОЛЫХ МИКРОСФЕР

5.1 Экспериментальная установка и оптическая система

5.2 Метод координатной развертки

5.3 Результаты наблюдения вращения

5.4 О причинах собственного вращения

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Литература

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование отбора полидисперсных частиц по размеру и форме в плазменно-пылевых ловушках в тлеющем разряде»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность. Упорядоченные образования в пылевой плазме, или плазменно-пылевые структуры были впервые получены в первой половине 90-х годов [1-3]. В последующие годы число публикаций по данной тематике экспоненциально росло. На сегодняшний день физика комплексной (пылевой) плазмы представляет собой достаточно новую и бурно развивающуюся область знаний. Область исследований простирается от астрофизических объектов до технологических приложений в субмикронном и наноразмерном диапазонах в энергетике, но основными являются фронтальные фундаментальные исследования. Авторами многих работ было отмечено влияние пылевой компоненты на свойства газового разряда, работу энергетических установок, необходимость её учёта в некоторых технологических процессах. Значение комплексной плазмы в современной физике отражено в ряде обзоров и монографий, в частности [4-20].

Левитирующие в плазме заряженные пылевые гранулы являются телами конечных размеров. Они могут обладать значительными зарядами, до миллиона элементарных. Для поддержания стационарного заряда пылинок, на их поверхность идет непрерывный поток плазменных частиц. Действие такого потока сравнимо с действием электрических полей. Следствием этого является сильная диссипативность пылевой подсистемы, её способность к самоорганизации. Взаимодействие между пылевыми частицами происходит на расстояниях, превышающих обычную длину экранирования. Существуют несколько теоретических обоснований механизмов притяжения между одноименно заряженными гранулами. Например, оно может быть вызвано нелинейностью экранировки или вследствие результата воздействия коллективных потоков. Для проверки адекватности предлагаемых моделей необходимы экспериментальные исследования. Особенно актуальным изучение пылевой плазмы представляется потому, что она является объектом междисциплинарных исследований, объединяющих физику плазмы, оптику,

физику твердого тела, кристаллов, статистическую физику, астрофизику и др. разделы.

Также пылевая плазма является наиболее удобным объектом для изучения самоорганизованных структур. Пылевые частицы в случае исследования комплексной плазмы в лабораторных условиях, как правило, имеют размер несколько микрометров, эффективно рассеивают свет, межчастичное расстояние в формируемых ими структурах составляет доли миллиметров, внешняя среда — газоразрядная плазма - является прозрачной. Совокупность этих факторов позволяет вести наблюдения на кинетическом уровне непосредственно в оптическом диапазоне. Структуру объемных пылевых образований можно исследовать, например, сканируя их сечения лазерным ножом, толщину которого можно уменьшить до десятой миллиметра, т.е. менее межчастичного расстояния.

Разделение частиц с отличающимися свойствами, отбор требуемой фракции из полидисперсного порошка - являются современными технологическими задачами, с появлением комплексной плазмы возникла возможность ее применения для решения данной задачи. Вместе с тем, изучение самого процесса отбора частиц с определенными свойствами -фундаментальная задача, поскольку такой отбор является частью процесса формирования плазменно-пылевых структур при самоорганизации в комплексной плазме. В 90-х годах было высказано предложение использовать силы неэлектрической природы для разделения порошков, чтобы не оказывать существенного воздействия на параметры фоновой плазмы. Такими силами в пылевой плазме оказались темофоретическая и сила, действующая со стороны магнитного поля. Для реализации данного подхода потребовались дополнительные фундаментальные исследования и новые средства диагностики.

Для разделения порошков ферромагнитных и парамагнитных частиц в [21] и [22] было применено сильно неоднородное магнитное поле.

Фундаментальные исследования в таких условиях [23-25] обнаружили эффекты агломерации частиц, влияния на условия левитации, влияния на парные взаимодействия частиц. В серии работ [26-30] в тлеющем и индукционном разрядах производилось разделение полидисперсных порошков при неравномерном тепловыделении под действием силы термофореза. Данные фундаментальные исследования далее использовались для управления размером и формой пылевых структур. В работе [31], выполненной с полидисперсными частицами сферической формы двух близких размеров зарегистрирован эффект пространственной сепарации в двух соседних пылевых образованиях. Литературные данные показывают, что решение этой задачи требует развития и применения методик, диагностирующих левитирующие частицы как правильной, так и произвольной формы, а также динамики изменения формы, например, при деградации материала частиц в плазме [32].

Кроме того, обсуждаемая задача важна в связи с фундаментальными исследованиями, проводимыми в условиях микрогравитации на борту международной космической станции. Здесь формируются сложные плазменно-пылевые структуры из нескольких фракций монодисперсных частиц с областями больших войдов, а также локальных пустот, разделяющих области с разной фракцией частиц. Обнаруженные там динамические нитевидные структуры демонстрируют взаимопроникновение отдельных пылевых облаков, что рассматривается как неравновесные (кинетические) фазовые переходы, и в настоящее время интенсивно изучается.

Примененные и развитые в настоящей работе методы прямого определения размеров и формы пылевых частиц открывают новые возможности исследования эффекта сепарации и отбора пылевых гранул в процессе самоорганизации пылевой компоненты, как по размеру, так и по фактору формы, а также возможности диагностики и управления пылевыми

структурами. Все вышесказанное говорит об актуальности представленной задачи.

Цель работы. Целью работы являлось проведение исследований, направленных на детальное определение размеров и формы пылевых частиц левитирующих в объёмных плазменно-пылевых образованиях в тлеющем разряде, исследование отбора разрядом пылевых гранул с определенными характеристиками в процессе формирования пылевых структур, а также развитие оптических бесконтактных методов диагностики, необходимых для данной задачи.

Научная новизна

1. Впервые проведено количественное исследование эффекта сепарации пылевых частиц по фактору формы и среднему размеру в двух пылевых ловушках в тлеющем разряде.

2. Впервые создана объемная плазменно-пылевая структура в тлеющем разряде над нижней стенкой разрядной трубки вблизи поворота канала тока, содержащая до 30000 частиц. Исследованы условия её формирования, проведён анализ левитирующих в ней частиц по размеру и фактору формы.

3. Разработан метод определения угловой скорости собственного вращательного движения отдельных пылевых гранул, с использованием направленной лазерной подсветки и развертки изображения частицы. В качестве объекта наблюдения применялись полые прозрачные микросферы.

4. Обнаружена зависимость угловой скорости собственного вращения уединенных пылевых частиц от разрядного тока. Выявлена связь между угловой скоростью частицы и её индивидуальными особенностями.

Практическая ценность работы

В результате проведенных исследований получены новые сведения о пылевой плазме, в частности, об отборе пылевых частиц при формировании пылевых структур и особенностях сепарации пылевых частиц плазмой тлеющего разряда.

Разработан и реализован метод сбора пылевых частиц, непосредственно левитировавших в разряде, на базе созданной установки специальной конструкции. Метод применён для определения истинного размера полидисперсных пылевых частиц, левитировавших в разряде.

На основе проведённых исследований предложен метод разделения порошков в плазме по размеру и форме.

Исследование объемных структур при различных воздействиях важно для понимания процессов формирования упорядоченных структур и изменения их степени порядка. В частности, для экспериментального моделирования кристаллов и изучения фазовых переходов.

Обнаружена и исследована новая область для левитации пылевых частиц над нижней стенкой трубки в области поворота токового канала, с условиями, позволяющими производить сепарацию частиц с характеристиками, отличающимися от характеристик частиц, левитирующих в стратах. В данной области реализуется более тонкая сепарация пылевых гранул, как по размеру, так и по фактору формы, чем в стратах. Также, в ней возможно создание и исследование объёмных пылевых структур, содержащих до 30000 частиц.

Проведенные качественные эксперименты показывают возможность оценки электрического поля в разряде как в стоячих стратах, так и во вновь обнаруженной области левитации.

Разработанный метод определения вращения отдельных пылевых гранул с помощью развёртки изображения позволяет регистрировать

собственное вращение частиц с частотами до 2000 Гц без использования видео устройств с соответствующей скоростью записи изображения.

Обнаруженная зависимость угловой скорости вращения частиц от разрядного тока позволяет изучить механизмы вращения уединенных пылевых частиц в условиях тлеющего разряда.

Положения, выносимые на защиту.

1. Результаты количественного исследования эффекта сепарации пылевых частиц по фактору формы и среднему размеру в двух пылевых ловушках в тлеющем разряде.

2. Создание объемной плазменно-пылевой структуры в тлеющем разряде над нижней стенкой разрядной трубки вблизи поворота канала тока, содержащей до 30000 частиц.

3. Метод определения собственного вращательного движения отдельных пылевых гранул, использующий направленную подсветку и развертку изображения частицы.

4. Существование собственного вращения уединенных пылевых частиц с угловой скоростью, зависящей от особенностей частицы и произвольно ориентированной.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на конференции по физике низкотемпературной плазмы ФНТП (Петрозаводск 2011), школах и симпозиуме молодых ученых (Петрозаводск 2005, 2009), на международной конференции по физике плазмы и плазменным технологиям ФППТ (Минск 2006, 2009), на конференции по оптическим методам исследования потоков ОМИП (Москва 2009); на международном симпозиуме по физике плазмы 1СРР (2008); на международной конференции по физике пылевой плазмы и процессов горения (Одесса 2007); на международной конференции по неидеальной

плазме PNP-13 (Черноголовка 2009); представлялись на международной конференции по физике пылевой плазмы PCPDP-5 (2008), конференции студентов и молодых ученых СПбГУ Физика и прогресс (Санкт-Петербург 2006), а также докладывались и обсуждались и на заседаниях кафедры Общей физики I физического факультета СПбГУ (2005 - 2012).

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах: Статьи

1. V.Yu. Karasev, E.S. Dzlieva, A.Yu. Ivanov, A.I. Eikhval'd, M.S. Golubev, M.A. Ermolenko Single dust-particle rotation in glow-discharge plasma // Phys. Rev. E 79, 026406 (2009).

2. V. Yu. Karasev, E. S. Dzlieva, A. Yu. Ivanov, A. I. Eikhval'd, M.S. Golubev, M.A. Ermolenko, Macrospin of the dusty particle // Plasma and Fusion Research Series, V.8, P.312-315 (2009)

3. Карасев В.Ю., Эйхвальд А.И., Дзлиева. E.C., Ермоленко M.A. Сепарация полидисперсных пылевых частиц в тлеющем разряде // Вестник СПбГУ, Серия 4, 2009. В.1. С.140-144.

4. Карасев В.Ю., Дзлиева Е.С., Голубев М.С., Ермоленко М.А., Эйхвальд А.И. Детектирование вращательного движения полых прозрачных микросфер, помещенных в низкотемпературную плазму // Вестник СПбГУ, Серия 4 Физика-Химия, Вып.З (2008) С 113-116.

5. Karasev V. Yu., Dzlieva Е. S., Eikhval'd A. I., Ermolenko M. A., Golubev M. S. Observation of Rotational Motion of Single Dusty Particle // AIP Conf. Proc. 2008. V. 1041. P. 247-250.

6. V.Yu. Karasev, E. S. Dzlieva, A. I. Eikhval'd, A. Yu. Ivanov, Ermolenko M. A.M., S. Golubev Magnetic tops in dusty plasmas // Contr. Plasma Phys., 2011. Vol.51. №6. P.509-513.

7. Карасев В.Ю., Дзлиева. E.C., Ермоленко M.A., Павлов С.И. Пылевые волчки в слабом магнитном поле // Вестник СПбГУ, Серия 4, В.З. 2011. С. 103-105.

8. А.Ю.Иванов, М.С.Голубев, Е.С.Дзлиева, М.А.Ермоленко, В.Ю.Карасев. Методы исследования пылевого облака // Ученые записки Петрозаводского университета. Естественные и технические науки, 2010. №2 (107). С.83-85.

9. Голубев М.С., Дзлиева Е.С., Ермоленко М.А., Иванов А.Ю., Карасев

B.Ю. Управление плазменными структурами и отдельными частицами в газовых разрядах // Ученые записки Петрозаводского университета. Естественные и технические науки, 2009. №. 11 (105). С. 95-103.

10. Дзлиева Е.С., Ермоленко М.А., Карасев В.Ю. Определение размеров левитирующих частиц в пылевой плазме в тлеющем разряде // ЖТФ 2012. Т.82. №1. С.147-150.

11. V.Yu. Karasev, E.S.Dzlieva, M.A.Ermolenko, A.Yu.Ivanov, M.S.Golubev Properties of different size particle structures formed in a stratum under the action of a magnetic field I I Ukr. J Phys. 2011. V.56. №12. P. 1281-1284.

12. E.S.Dzlieva, M.A.Ermolenko, M.S.Golubev, A.Yu.Ivanov, V.Yu. Karasev. Self-rotational dynamics of dust grains in a magnetic field // Ukr. J Phys. 2011. V.56. №12. P. 1270-1272.

Конференции

1. Dzlieva E. S., Karasev V. Yu., Eikhval'd A. I., Ermolenko M. A., Golubev M. S. Polidisperse dust particles separation in glow discharge // Intern. Conf. PPPT-V. Minsk:, 2006. V. II. P. 435-438.

2. Ермоленко M.A., Карасев В.Ю. и др. Сепарация и левитация полидисперсных частиц. //Физика и прогресс, конф. Студентов и молодых ученых, СПбГУ, 2006

3. V. Yu. Karasev, Е. S. Dzlieva, A. I. Eikhval'd, М. A. Ermolenko, М. S. Golubev, A. Yu. Ivanov Macrospin of the dust granule // in Proceedings ICPP 2008, Fukuoka, Japan, Sept. 7- 12. 2008.

4. Павлов С. А., Дзлиева E. С., Карасёв В. Ю., Ермоленко М. А., Голубев М.

C. Исследование свойств стратифицированного разряда с помощью

отдельных пылевых частиц // Мат. конф. ОМИП-2009. М.: МЭИ, 2009. С. 100-103.

5. Karasev V.Yu., Dzlieva Е. S., Ermolenko M.A., Ivanov A. Yu., Golubev M.S. Magnetic tops in dusty plasmas // PNP-13, 2009. P.70.

6. Karasev V.Yu., Dzlieva E.S., Ermolenko M.A., Golubev M.S., Ivanov A.Yu.. Behavior of different size particle structures formed in stratum under magnetic field affection // DPA, Odessa, 2010, Book of Abstracts p.28.

7. Dzlieva E.S., Ermolenko M.A., Golubev M.S., Ivanov A.Yu., Karasev V.Yu. Dust grains self rotation in magnetic field // DPA, Odessa, 2010, Book of Abstracts, p. 15.

8. Dzlieva E.S., Ermolenko M.A., Golubev M.S., Ivanov A.Yu., Karasev V.Yu.. Dust grains self rotation in magnetic field // in Proceedings 3nd International Conference DPA, Odessa, 2010, p.37-39.

9. Karasev V.Yu., Dzlieva E.S., Ermolenko M.A., Golubev M.S., Ivanov A.Yu. Behavior of different size particle structures formed in stratum under magnetic field affection // in Proceedings 3nd International Conference DPA, Odessa, 2010, p.56-59.

10. Дзлиева E.C., Ермоленко M.A., Карасев В.Ю. Создание объемных плазменно-пылевых образований в тлеющем разряде над нижней стенкой разрядной камеры // ФНТП-2011. Т.2. С.201-204.

Личный вклад. Все представленные в диссертации результаты получены автором лично или при его участии.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из 5 глав, разделенных на параграфы, Введения, Заключения и Списка Литературы. Общий объем диссертации 108 страниц, включая 49 рисунков и список цитированной литературы на 107 позициях.

Заключение диссертации по теме «Физика плазмы», Ермоленко, Максим Анатольевич

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключении перечислим основные результаты диссертации:

Проведено исследование, направленное на определение размера и формы пылевых частиц, левитирующих в объёмных плазменно-пылевых образованиях в тлеющем разряде.

Количественно исследован эффект сепарации пылевых частиц по фактору формы и среднему размеру в двух пылевых ловушках, существующих в тлеющем разряде.

Создана объемная плазменно-пылевая структура в тлеющем разряде над нижней стенкой разрядной трубки вблизи поворота канала тока, содержащая до 30000 частиц.

Предложен метод определения собственного вращательного движения отдельных пылевых гранул, использующий направленную подсветку и развертку изображения частицы.

На основе знания точного размера пылевых частиц произведена оценка величины электрических полей в плазменно-пылевых ловушках в тлеющем разряде.

Зарегистрировано и исследовано собственное вращательное движение уединенных пылевых частиц с угловой скоростью, по величине зависящей от особенностей частицы и имеющей произвольное направление в пылевой ловушке в страте.

Автор выражает огромную благодарность научному руководителю, доктору физико-математических наук, профессору В.Ю. Карасёву за предоставление интересной темы, помощь и руководство в работе. Доценту А.И. Эйхвальду и старшему научному сотруднику М.В. Балабасу за помощь в изготовлении уникальных разрядных камер. Старшему научному сотруднику Е.С. Дзлиевой за помощь при проведении экспериментов и обсуждение результатов. Ассистенту А.Ю. Иванову за предоставление программного обеспечения для построения парных корреляционных функций. Заведующему кафедрой Общей физики I И.Ч. Машеку, а также всем сотрудникам кафедры за постоянную поддержку и доброжелательность.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Ермоленко, Максим Анатольевич, 2012 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Thomas Н., Morfill.G. Е., Demmel V., Goree J. Feuebacher В., Mohlmann D. Plasma crystal: Coulomb crystallization in a dusty plasma // Phys. Rev. Lett. 1994. V. 73. P. 652-656.

2. Chu J. H., Lin I. Direct observation of Coulomb crystals and liquids in strongly coupled rf dusty plasmas // Phys. Rev. Lett. 1994. V. 72. P. 4009-4012.

3. Hayashii Y., Tachibana K. Observation of coulomb-crystal formation from carbon particles grown in a methane plasma // Jpn. J. Appl. Phys. 1994. V. 33. part 2. № 6A. P. L804-L806.

4. Dusty Plasmas: Physics, Chemistry, and Technological Impact in Plasma Processing / Edited by A. Bouchoule. NewYork: John Wiley & Sons, 1999. 408 p.

5. Shukla P. K., Mamun A. A. Introduction to Dusty Plasma Physics. Bristol: Institute of Physics Publishing, 2002. 395 p.

6. Фортов В. E., Храпак А. Г., Якубов И. Т. Физика неидеальной плазмы. М.: Физматлит, 2004. 528 с.

7. Vladimirov S. V., Ostrikov К., and Samarian A. A. Physics and Applications of Complex Plasmas. London: Imperial College Press, 2005. 439 p.

8. Tsytovich V. N., Morfill G. E., Vladimirov S. V., Thomas H. M. Elementary Physics of complex plasmas. Berlin ; NewYork: Springer, 2008. 384 p.

9. Цытович В. H. Плазменно-пылевые кристаллы, капли и облака // УФН. 1997. Т. 167. С. 57-99.

10. Нефедов А. П., Петров О. Ф., Фортов В. Е. Кристаллические структуры в плазме с сильным взаимодействием частиц // УФН. 1997. Т. 167. № 11, С. 1215-1226.

11. Цытович В. Н., Морфилл Г. Е., Томас X. Комплексная плазма: IV. Теория комплексной плазмы. Приложения // Физика плазмы. 2004. Т. 30. № 10. С. 877-929.

12. Фортов В. Е., Храпак А. Г., Храпак С. А., Молотков В. И., Петров О. Ф. Пылевая плазма // УФН. 2004. Т. 174. № 5. С. 495-544.

13. Игнатов А. М. Физические процессы в пылевой плазме // Физика плазмы. 2005. Т. 31. № 1. С. 52-63.

14. Материалы лекций школ по физике низкотемпературной плазмы / Под ред. А. Д. Хахаева. Петрозаводск: ПетрГУ, 2001. 360 с.

15. Материалы семинаров-школ молодых ученых, студентов и аспирантов / Под ред. А. Д. Хахаева. Петрозаводск: ПетрГУ, 2004. Т. 1. 290 с.

16. Материалы семинаров-школ молодых ученых, студентов и аспирантов / Под ред. А. Д. Хахаева. Петрозаводск: ПетрГУ, 2005. 250 с.

17. Цытович В. Н. Развитие физических представлений о взаимодействии плазменных потоков и электростатических полей в пылевой плазме // УФН. 2007. Т. 177. № 4. С. 427-472.

18. Цытович В. Н., Морфилл Г. Е., Томас X. Комплексная плазма: I. Комплексная плазма как необычное состояние вещества // Физика плазмы.

2002. Т. 28. № 8. С. 675-707.

19. Морфилл Г. Е., Цытович В. Н., Томас X. Комплексная плазма: II. Элементарные процессы в комплексной плазме // Физика плазмы. 2003. Т. 29. № 1.С. 3-36.

20. Томас X., Морфилл Г. Е., Цытович В. Н. Комплексная плазма: III. Эксперименты по сильной связи и дальним корреляциям // Физика плазмы.

2003. Т. 29. № 11. С. 963-1030.

21. Tsukabayashi I., SatoN., NakamuraY. Separation of Diamagnetic fine particles in non uniform magnetic field // Frontiers in Dusty Plasmas, Proceedings of the Second International Conference on the Physics of Dusty Plasmas. Edited by Nakamura Y, Yokota Т., and Shukla P. K. Hakone, Japan: Elsevier, 2000. P.405.

22. Hitoshi A., Toshiro K., Motoi W. Behaviors of dusty plasmas in inhomogeneous magnetic field // Science and Engineering Review of Doshisha Univ Y. 2006. V. 47. № 2. P. 71-78.

23. Samsonov D., Zhdanov S., Morfill G., Steinberg V. Levitation and agglomeration of magnetic grains in a complex (dusty) plasma with magnetic field //New Journal ofPhysics. 2003. V. 5. P. 24.1-24.10.

24. Yaroshenko V. V., Morfill G. E., Samsonov D., Vladimirov S. Agglomeration of Magnetized Dust Particles in Complex Plasmas // IEEE Translations on Plasma Science. 2004. V. 32. № 2. P. 675-679.

25. Yaroshenko V. V., Morfill G. E., Samsonov D., Vladimirov S. Mutual interactions of magnetized Particles in a complex plasmas // New Journal of Physics. 2003. V. 5. P. 18.1-18.8.

26. Балабанов В. В., Васнляк JI. М., Ветчинин С. П. Влияние градиента температуры газа на пылевые структуры в плазме тлеющего разряда // ЖЭТФ. 2001. Т. 119. № 1. С. 99-106.

27. Василяк Л. М., Ветчинин С. П., Поляков Д. Н., Фортов В. Е. Кооперативный характер образования пылевых структур в плазме // ЖЭТФ.

2002. Т. 121. № 3. С. 609-613.

28. Василяк Л. М., Ветчинин С. П., Зимнухов В. С., Поляков Д. Н., Фортов В. Е. Пылевые частицы в термофоретической ловушке в плазме // ЖЭТФ.

2003. Т. 123. № 3. С. 493-497.

29. Василяк Л. М., Ветчинин С. П., Поляков Д. Н., Фортов В. Е. Формирование пылевых структур сложной формы в плазме при неоднородном выделении тепла // ЖЭТФ 2005. Т. 127. № 5. с. 1166-1172.

30. Василяк Л. М., Ветчинин С. П., Поляков Д. Н., Фортов В. Е Сепарация частиц в полидисперсных пылевых структурах при неоднородном тепловыделении в плазме // Физика экстремальных состояний вещества -

2004. под ред. В.Е. Фортова и др. Черноголовка: ИПХФ РАН, 2004. С. 196197.

31. Васильев М.М., Антипов С.Н. Сепарация пылевых частиц по размерам в плазменно-пылевых структурах в тлеющем разряде постоянного тока // Труды XLVI научной конференции МФТИ. Москва, 2003. 4.VIII, СЛ.

32. Stoffels W.W., Stoffels Е., Swinkels G.H.P.M., Boufnichil М., Kroesen G.M.W. Etching a single micrometer-size particle in a plasma // Phys. Rev. E. 1999. V.59. P.2302.

33. Barnes M. S., Keller J. H., Forster J. S., O'Neill J. A., Coultas D. K. Transport of dust particles in glow discharge plasmas // Phys. Rev. Lett. 1992. V. 68. P. 313-316.

34. Khrapak S. A., Ivlev A. V., Morfill G. E., Thomas H. M. Ion drag force in complex plasmas // Phys. Rev. E. 2002. V. 66. P. 046414.1-046414.5.

35. Khrapak S. A., Ivlev A. V., Morfill G. E., Zhdanov S. K. Scattering in the Attractive Yukawa Potential in the Limit of Strong Interaction // Phys. Rev. Let. 2003. V. 90. P. 225002.1-225002.4.

36. Есенков В. E., Усачев А. Д., Зобнин А. В., Петров О. Ф., Фортов В. Е. Исследование силы ионного увлечения, действующей на пылевые частицы в плазме тлеющего разряда постоянного тока // Материалы конф. ФНТП-2004. Петрозаводск: ПетрГУ, 2004. Т. 2. С. 219-226.

37. Nunomura S., Ohno N., Takamura S. Effects of Ion Flow by E x В Drift on Dust Particle Behavior in Magnetized Cylindrical Electron Cyclotron Resonance Plasmas // Jpn. J. Appl. Phys. 1997. V. 36. Part. 1. № 2. P. 877-883.

38. Молотков В. И., Нефедов А. П., Пустыльник М. Ю., Торчинский В. М., Фортов В. Е., Храпак А. Г., Ёшино К. Жидкий плазменный кристалл: кулоновская кристаллизация цилиндрических макрочастиц в газоразрядной плазме // Письма в ЖЭТФ. Т. 71. № 3. С. 152-156.

39. Ivlev А. V., Khrapak A. G., Khrapak S. A., Annaratone В. М., Morfill G. Е. and Yoshino К. Rodlike particles in gas discharge plasmas // Phys. Rev. E. 2003. V. 68. P. 026403.1-026403.10.

40. Annaratone В. M., Khrapak A. G., Ivlev A. V., Sollner G., Bryant P., Sutterlin R., Konopka U., Yoshino K., Zuzic M., Thomas H. M. and Morfill G. E. Levitation of cylindrical particles in the sheath of an rf plasma // Phys. Rev. E. 2001. V. 63. P. 036406.1-036406.6.

41. Chu H. and Lin I. Coulomb lattice in a weakly ionized colloidal plasma // Physica A. 1994. V. 205. P. 183-190.

42. Pieper J. В., Goree G., Quin R. A. Three-dimensional structure in a crystallized dusty plasma // Phys. Rev. E. 1996. V. 54. P. 5636-5640.

43. Zuzic M., Ivlev A. V., Goree J., Morfill G. E., Rothermel H., Konopka U., Sutterlin R., and Goldbeck D. D. Three-dimensional strongly coupled plasma crystal under gravity conditions // Phys. Rev. Let. 2000. V. 85. P. 4064-4067.

44. Hayashi. Y. Structure of a Three-Dimensional Coulomb Crystal in a Fine-Particle Plasma // Phys. Rev. Lett. 1999. V.83. P.4764-4767.

45. Липаев A. M., Молотков В. И., Нефедов А. П., Петров О. Ф., Торчинский В. М., Фортов В. Е., Храпак А. Г., Храпак С. А. Упорядоченные структуры в неидеальной пылевой плазме тлеющего разряда // ЖЭТФ. 1997. Т. 112. №6. С. 2030-2044.

46. Карасев В.Ю., Дзлиева Е.С., Эйхвальд А.И., Иванов А.Ю., Голубев М.С., Ермоленко М.А. Оптическое сканирование пылевых структур формируемых в тлеющем разряде // Опт. и Спектр. 2009. Т. 106. В.6. С.914-918.

47. Иванов А.Ю., Карасев В.Ю., Эйхвальд А.И., Дзлиева. Е.С. О возможности фазовых переходов в плазменно-пылевых структурах в тлеющем разряде под воздействием магнитного поля // Опт. и Спектр. 2006. T.101.N5. С.882-887.

48. Карасев В. Ю., Иванов А. Ю., Дзлиева Е. С., Эйхвальд А. И. Об упорядоченных пылевых структурах формируемых в тлеющем разряде // ЖЭТФ. 2008. Т. 133. № 2. С. 460-465.

49. Bulba А. V., Luizova L. A., Podryadchikov S. F., Khakhaev A. D., Shtykov A. S., Scherbina A. I. The Influence of Physical-Chemical Characteristics of Plasma-Forming Gas and Macroparticle Matter in Complex Plasma on Ordered Structure Self-Organization // New Vistas in Dusty Plasmas. 2005. V. 799. P. 359362.

50. Бульба А. В., Луизова Л. А., Подрядчиков С. Ф., Хахаев А. Д., Щербина А. И. Самоорганизация и рост пылевых структур в тлеющем разряде // Химия высоких энергий. 2006. Т. 40. № 2. С. 155-160.

51. Бульба А. В., Луизова Л. А., Пискунов А. А., Соловьев А. В. Исследование структуры плазменно-пылевых образований // ФНТП-2007. Петрозаводск: ПетрГУ, 2007. Т. 2. С. 214-218.

52. Fortov V.E., Mofill G.E. Complex and dusty plasmas: from laboratory to space. NewYork: Taylor & Francis Group, 2010. 418 p.

53. Ваулина О. С., Петров О. Ф., Фортов В. Е., Храпак А. Г., Храпак С. А. Пылевая плазма эксперимент и теория. Москва: Физматлит, 2009. 315 с.

54. Thomas Н. М, Morfill G. Е., Ivlev А. V., Nefedov А. P., Fortov V. Е., Rothermel Н., Rubin-Zuzic М., Lipaev А. М., Molotkov V. I. and Petrov О. F. Plasma crystal experiments on the International Space Station // New Jour. Phys. 2003. V. 5. P. 33.1-33.10.

55. Грин X., Лейн В. Аэрозоли - пыли, дымы и туманы. Ленинград: Химия, 1969. 427 с.

56. Ринкевичюс Б. С. Лазерная диагностика потоков. Москва: МЭИ, 1990.288с.

57. Бабичев А.П., Бабушкина Н.А., Братковский A.M. и др. Физические величины: Справочник. Москва: Энергоатомиздат, 1991. 1232 С.

58. Fortov V. Е., Nefedov А. P., Molotkov V. I., Poustylnik М. Y. and Torchinsky V. М. Dependence of the Dust-Particle Charge on Its Size in a Glow-Discharge Plasma // Phys. Rev. Lett. 2001. V. 87. P. 205002.1-205002.4.

59. Melzer A., Trottenberg Т., Piel A. Experimental determination of the charge in dust particles forming Coulomb lattices // Phys. Lett. A. 1994. V. 191. P. 301— 308.

60. Чен Ф. Электрические зонды // Диагностика плазмы. Под. ред. Хаддлстоуна Р. и Леонарда С. Москва: Мир, 1978. 160 с.

61. Чан П., Тэлбот Л., Турян К. Электрические зонды в неподвижной и движущейся плазме. Москва: Мир, 1978. 202 с.

62. Козлов О. В. Электрический зонд в плазме. Москва: Атомиздат, 1969. 292 с.

63. Лебедев Ю. А. Введение в зондовую диагностику плазмы пониженного давления. Москва: МИФИ, 2003. 56 с.

64. Демидов В. И., Колоколов Н. Б., Кудрявцев А. А. Зондовые методы исследования низкотемпературной плазмы. Москва: Энергоатомоиздат, 1996. 290 с.

65. Недоспасов А. В. Страты // УФН. 1968. Т. 94. № 3. С. 439-462.

66. Ланд а П. С., Мискинова И. А., Пономарев Ю. В. Ионизационные волны в низкотемпературной плазме //УФН. 1980. Т. 132. № 4. С. 601-637.

67. Пекарек Л. Ионизационные волны (страты) в разрядной плазме // УФН. 1968. Т. 94. № 3. С. 463-497.

68. Голубовский Ю. Б., Нисимов С. У. О двумерном характере страт в разряде низкого давления в инертных газах. II // ЖТФ. 1995. Т. 65. № 1. С. 46-54.

69. Голубовский Ю. Б., Нисимов С. У., Сулейменов Э. И. О двумерном характере страт в разряде низкого давления в инертных газах // ЖТФ. 1994. Т. 64. № 10. С. 54-61.

70. Karasev V. Yu., Dzlieva Е. S., Ivanov A. Yu., Eikhval'd A. I., Golubev M. S., Ermolenko M. A. Single dust-particle rotation in glow-discharge plasma // Phys. Rev. E. 2009. V. 79. P. 026406.1-026406.6.

71. Райзер Ю. П. Физика газового разряда.Москва: Наука, 1992. 536 с.

72. Грановский В. Л. Электрический ток в газе. Установившийся ток. М.: Наука, 1971. 544 с.

73. Dzlieva Е. S., Karasev V. Yu., Eikhval'd A. I., Ermolenko M. A., Golubev M. S. Polidisperse dust particles separation in glow discharge // Intern. Conf. PPPT-V. Minsk: IMAP NASB, 2006. V. II. P. 435-438.

74. Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И., Дзлиева. Е. С. Сепарация полидисперсных пылевых частиц в тлеющем разряде // Вестник СПбГУ. Серия 4. Физика. Химия. 2009. № 1. С. 140-144.

75. Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И., Дзлиева. Е. С. Влияние магнитного поля на форму пылевых структур // Вестник СПбГУ, Серия 4. 2008. № 2. С. 120-126.

76. Карасев В. Ю., Эйхвальд А. П., Дзлиева. Е. С. Упорядоченные плазменныо-пылевые структуры в стратах тлеющего разряда // Вестник СПбГУ, Серия 4. 2008. № 1. С. 36-41.

77. Дзлиева Е. С., Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И. О гипотезе вращения газа в магнитомеханическом эффекте // Опт. и Спектр. 2004. Т. 97. № 1. С. 107113.

78. Karasev V. Yu., Dzlieva Е. S., Ivanov A. Yu., Eikhval'd A. I. Rotational motion of dusty structures in glow discharge in longitudinal magnetic fîeld // Phys. Rev. E. 2006. V. 74. № 6. P. 066403.1-066403.12.

79. Карасев В.Ю., Дзлиева. E.C. О балансе сил и равновесии пылевых частиц //Вестник СПбГУ, Серия 4, 2009. B.l. С.136-139.

80. Дзлиева Е.С., Ермоленко М.А., Карасев В.Ю. Создание объемных плазменно-пылевых образований в тлеющем разряде над нижней стенкой разрядной камеры // ФНТП-2011. Т.2. С.201-204.

81. Дзлиева Е.С., Ермоленко М.А., Карасев В.Ю. Определение размеров левитирующих частиц в пылевой плазме в тлеющем разряде // ЖТФ 2012. Т.82. №1. С.147-150.

82. Клярфельд Б. Н. Образование страт в газовом разряде // ЖЭТФ. 1952. Т. 22, С. 66-77.

83. Карелина Н. А., Клярфельд Б. Н. Падение напряжения на электродах разряда в инертных газах // ЖТФ. 1948. Т. 18. С. 1235-1241.

84. Голант В. Е., Жилинский А. П., Сахаров С. А. Основы физики плазмы. Москва: Атомиздат, 1977. 398 с.

85. Чен Ф. Введение в физику плазмы. Москва: Мир, 1987. 400 с.

86. Браун С. Элементарные процессы в плазме газового разряда. Москва: Госатомиздат, 1961. 123 с.

87. Нефедов А. П., Ваулина О. С., Петров О. Ф. и др. Динамика макрочастиц в плазме тлеющего разряда постоянного тока в условиях микрогравитации // ЖЭТФ. 2002. Т. 122. С. 778-788.

88. Фортов В.Е., Ваулина О.С., Петров О.Ф. Динамика макрочастиц в пылевой плазме в условиях микрогравитации (первые эксперименты на МКС) //ЖЭТФ. 2003. Т. 123. С.798.

89. Ваулина О.С., Нефедов А.П., Петров О.Ф., Фортов В.Е. Неустойчивость плазмено-пылевых систем с градиентом заряда макрочастиц //ЖЭТФ. 2000. Т. 118. С. 1325.

90. Сухинин Г.И., Федосеев А.В. Зарядка пылевых частиц в неравновесной плазме стратифицированного тлеющего разряда // Физика плазмы. 2007. Т.ЗЗ. С.1117.

91. Молотков В. И., Нефедов А. П., Торчинский В. М., Фортов В. Е., Храпак А. Г. Пылезвуковые волны в плазме тлеющего разряда постоянного тока // ЖЭТФ. 1999. Т. 116. № 3. С. 902-907.

92. Зобнин А. В., Усачёв А. Д., Петров О. Ф., Фортов В. Е. Пыле-акустическая неустойчивость в плазме индукционного газового разряда // ЖЭТФ. 2002. Т. 122. № 3. С. 500-512.

93. Quinn R.A., Cui С., Goree J., Pieper J.B., Thomas H., Morfill G.E. Structural analysis of a Coulomb Lattice in a dusty plasma // Phys. Rev. E. 1996.У.53. N.2. P. R2049.

94. Sato N. Spinning motion of fine particles in plasmas // AIP Conference Proceedings. New York: AIP, 2005. V. 799. P. 97-104.

95. Dahiya R. P., Paeva G., Stoffels W. W., Kroesen G. M. W. Spinning of dust particles suspended in an RF sheath // 9 Worksshop Phys. of Dusty Plasma. Iowa City: the University of Iowa, 2001. P. 1-3 .

96. Stoffels W.W., Stoffels E., Paeva G., Dahiya R.P. Movement of non-spherical particles in complex plasma // 29 EPS Conf. PPCFM. Montreox: ECA, 2002. V. 26B. P. Q-4.29.1-0-4.29.4 .

97. Ishiharo О., Sato N. On The Rotation of a Dust Particulate in an Ion Flow in a Magnetic Field // IEEE Transactions on Plasma Science. 2001. V. 29. № 2. P. 179-181.

98. Tsytovich N. V., Sato N., Morfill G. E. Note on the charging and spinning of dust particles in complex plasmas in strong magnetic field // New Jour. Phys. 2003. V. 5. P. 43.1-43.9.

99. Tsytovich V. N., Vladimirov S. Spinning of Spherical Grains in Dusty Plasmas // IEEE Translations on Plasma Science. 2004. V. 32. P. 659-662.

100. Hutchinson H., Spin stability in asymmetrically charged plasma dust // New Jour. Phys. 2004. V. 6. P. 43.1-43.7.

101. Карасев В. Ю., Эйхвальд А. И., Дзлиева. Е. С., Ермоленко М. А., Голубев М. С. Детектирование вращательного движения полых прозрачных микросфер, помещенных в низкотемпературную плазму // Вестник СПбГУ, Серия 4. 2008. №4. С. 115-118.

102. Karasev V. Yu., Dzlieva Е. S., Eikhval'd A. I., Ermolenko M. A., Golubev M. S. Observation of Rotational Motion of Single Dusty Particle // AIP Conf. Proc. 2008. Y. 1041. P. 247-250.

103. Karasev V. Yu., Dzlieva E. S., Eikhval'd A. I., Ermolenko M. A., Golubev M. S., Ivanov A. Yu. Macrospin of the dusty particle // Plasma and Fusion Research Series. 2009. V. 8. P. 312-315.

104. Karasev V. Yu., Dzlieva E. S., Eikhval'd A. I., Ermolenko M. A., Golubev M. S. Magnetic tops in dusty plasmas // PNP-13. Moscow: IPCP RAS, 2009. P.70.

105. V.Yu. Karasev, E. S. Dzlieva, A. I. Eikhval'd, A. Yu. Ivanov, Ermolenko M. A.M., S. Golubev Magnetic tops in dusty plasmas // Contr. Plasma Phys. 2011. V.51. №6. P.509-513.

106. Карасев В.Ю., Дзлиева. E.C., Ермоленко M.A., Павлов С.И. Пылевые волчки в слабом магнитном поле // Вестник СПбГУ, Серия 4, В.З. 2011. С. 103-105.

107. Dzlieva, E.S. Ermolenko M.A., Golubev M.S.,.Ivanov A.Yu, Karasev V.Yu.. Self-rotational dynamics of dust grains in a magnetic field // Ukr. J Phys. 2011. V.56. №12. P. 1270-1272.