Supresión del efecto multipactor en instrumentación de RF en misiones en el espacio mediante superficies nano y microestructuradas
- Autores: Lydia Sabina Aguilera Maetro
- Directores de la Tesis: Isabel Montero Herrero (dir. tes.)
- Lectura: En la Universidad Autónoma de Madrid ( España ) en 2014
- Idioma: español
- Tribunal Calificador de la Tesis: Máximo León Macarrón (presid.), Miguel Manso Silván (secret.), José Serafín Moya Corral (voc.), Pedro Costa Pinto (voc.), María Eugenia Dávila Benítez (voc.)
- Materias:
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- Tesis en acceso abierto en: Biblos-e Archivo
- Resumen
En el marco de los proyectos para la supresión del efecto multipactor en instrumentación de RF de alta potencia en el vacío de la CICYT y la Agencia Espacial Europea (ESA), se están investigando recubrimientos que mejoren las condiciones superficiales de los dispositivos. El objetivo de esta investigación es disminuir la emisión secundaria de electrones propia de los materiales utilizados en diferentes dispositivos mediante tratamientos superficiales. Varios estudios han mostrado la relación entre el coeficiente de emisión secundaria (SEY) y la morfología de la superficie [1]. Cuando la rugosidad de la superficie presenta una relación de aspecto alta H/W (alto/ancho de la estructura del pozo) la emisión secundaría disminuye [2].
Para obtener recubrimientos con baja emisión secundarias se modificó la morfología de la superficie usando diversas técnicas, obteniéndose estructuras 3D micro- y nano-métricas.
La emisión secundaria de electrones tiene un papel muy importante en los equipos electrónicos que trabajan en el vacío. Los materiales utilizados en estos dispositivos se deben seleccionar adecuadamente en algunos casos para aumentar la emisión secundaria de electrones y en otros casos para suprimir dicha emisión [3]. Los materiales con alta emisión secundaria de electrones suelen utilizarse por ejemplo, en rejillas de los multiplicadores de electrones, mientras que los materiales con baja emisión secundaria son necesarios para evitar el efecto multipactor en los equipos de RF en el vacío.
El multipactor ocurre cuando los electrones libres golpean una superficie generando más electrones secundarios. Los electrones secundarios expuestos a un campo oscilatorio electromagnético se aceleran y colisionan a su vez con las paredes de los dispositivos incrementando los electrones libres provocando una avalancha que puede degenerar en la descarga multipactor. Este fenómeno genera graves problemas en los equipos de RF de alta potencia para la observación de la tierra y telecomunicaciones, aceleradores de partículas, generadores de microondas y dispositivos de plasma toroidales para la fusión nuclear. El estudio de la emisión secundaría de electrones nos permite precisar en qué rango de energías puede existir. El multipactor limita la potencia de funcionamiento de los dispositivos de RF utilizados en las misiones espaciales, por lo que ESA, así como otros grandes centros de investigación, dedica muchos esfuerzos en suprimir disminuir la emisión secundaria de electrones y el efecto multipactor.
