Лаборатория электрофизических исследований была создана в 1998 году академиком Г.А. Месяцем по инициативе директора Центра естественно-научных исследований ИОФ РАН академика А.М. Прохорова для проведения фундаментальных исследований в области импульсной электрофизики и развития научных связей ЦЕНИ ИОФ РАН с институтами Уральского и Сибирского отделений РАН, специализирующимися в данной области. В настоящее время Месяц Г.А. является научным руководителем лаборатории, а основное направление исследований связано с изучением физических процессов, сопровождающих функционирование электрического разряда в вакууме.

Вакуумный разряд состоит из трех стадий: пробоя, искровой и дуговой. Инициирование вакуумного разряда обусловлено процессами, приводящими к концентрации энергии в микрообъемах катода и образованию источника плазмы, которая распространяется в межэлектродный промежуток. Возникновением этого источника завершается вакуумный пробой, и разряд переходит в искровую стадию. Искровой разряд в вакууме – это сильноточный самостоятельный разряд с падающей вольтамперной характеристикой. Длительность искрового разряда определяется временем заполнения плазмой межэлектродного промежутка, после чего разряд переходит в дуговую стадию.

Многочисленными экспериментами установлено, что свойства искровой и дуговой стадий вакуумного разряда во многом определяются процессами в небольшой, ярко светящейся области на катоде, посредством которой осуществляется перенос тока между катодом и межэлектродным промежутком. Эта область получила название катодного пятна и включает в себя активную часть поверхности катода, нагретую до температур, намного превышающих температуру плавления, и прикатодную плазму, образующуюся в результате испарения активной части.

Значительный прогресс в изучении электрического разряда в вакууме был достигнут благодаря открытию в 1966 году явления взрывной электронной эмиссии, когда было установлено, что ток вакуумной искры – это ток эмиссии, возникающей в результате микроскопических взрывов на поверхности катода. Можно утверждать, что эти работы заставили в корне пересмотреть ряд представлений о механизме вакуумного пробоя, искрового и дугового разряда в вакууме. Детальное исследование явления взрывной электронной эмиссии показало, что единые физические процессы определяют функционирование катодных пятен вакуумной искры и дуги. В результате проведенных исследований было установлено, что плазма катодного факела при ВЭЭ характеризуется теми же параметрами (скорость разлета, зарядовый состав), что и дуговая плазма. Следы поражения катода в обоих случаях оказались идентичны, скорость разлета жидкометаллической фракции, удельная эрозия, катодное падение потенциала, пороговые токи также совпали с измерениями в дуге. Все это позволило сделать вывод о том, что и в случае вакуумной дуги мы имеем дело с явлением взрывной электронной эмиссии.

На основе явления взрывной электронной эмиссии, Г.А. Месяцем были сформулированы основные положения эктонной модели катодного пятна вакуумной дуги. Согласно этой модели, механизм генерации плазмы в разрядный промежуток обусловлен микровзрывами участка катода под действием тока эмиссии высокой плотности, а катодное пятно состоит из отдельных ячеек, испускающих порцию электронов, названную эктоном. Функционирование эктона сопровождается разрушением участка поверхности катода, образованием на его месте кратера, появлением струй жидкого металла и капель, а так же потоков ионов и электронов. Длительность эктонного процесса – единицы-десятки наносекунд. Именно открытие взрывной электронной эмиссии и развитие эктонной модели вакуумного дугового разряда в более поздних работах позволило выйти на принципиально новый уровень исследований вакуумного дугового разряда. Эктонная модель в последнее время нашла дополнительное подтверждение прямым наблюдением ячеек катодного пятна, время жизни которых находится в наносекундном диапазоне.

Динамика изменения внутренней структуры катодного пятна на медном катоде при токе 30А после 300 мкс с момента инициирования дуги. Время экспозиции - 20 нс на фрагмент.

Экспериментальное оборудование для исследования
эктонных процессов в вакуумном разряде.

Наряду с изучением физики катодного пятна в лаборатории ведутся работы по исследованию плазменных и электродинамических процессов в вакуумных диодах, разработке методов коллективного ускорения ионов в искровой стадии, исследованию быстропротекающих процессов в газовых разрядах и униполярных дугах; модификации конструкционных материалов ионными пучками.
Исследования физических процессов при вакуумном разряде проводятся в тесном сотрудничестве с Физическим институтом им. П.Н. Лебедева РАН, Институтом электрофизики УрО РАН, Институтом сильноточной электроники, Объединенном институтом ядерных исследований. На рисунке представлено экспериментальное оборудование лаборатории физической электроники ИЭФ УрО РАН для исследования эктонных процессов в вакуумном разряде.

Наиболее важные результаты, полученные за последние годы

• На основе анализа эктонных процессов предложена модель генерации ионного потока в вакуумных дугах.
• Показано, что ионизационный состав и скорости направленного движения ионов формируются в результате взрывообразного разрушения микроучастков катода за счет джоулева разогрева высокой плотностью тока. При функционировании эктона вещество катода за короткие времена (~ 1 нс) последовательно проходит конденсированное состояние, стадии неидеальной и идеальной плазмы. Под действием градиента электронного давления ионы катодной плазмы уже на расстояниях в несколько микрон приобретают направленные скорости на уровне 106 см/с. При этом ионизационные процессы также сосредоточены в узкой области порядка микрона вблизи катода, и в дальнейшем ионизационный состав плазмы не меняется.

Распределение параметров дуговой плазмы при
эктонных процессах в вакуумной дуге.

Рост тока дуги вплоть до килоампера сопровождается простым увеличением количества одновременно функционирующих эктонов, что объясняет экспериментальные данные о слабой зависимости параметров ионного потока от тока вакуумной дуги.

• На основе концепции глубокой нестационарной ямы предложена модель коллективного ускорения ионов в искровой стадии вакуумного разряда. Предлагаемая модель относится к классу электростатических моделей, в которых ионы ускоряются электрическим полем пространственного заряда электронного пучка. В частности, собственным электрическим полем виртуального катода, когда создаются условия для его возникновения на фронте катодного факела в вакуумном диоде. Показана принципиальная возможность образования глубокой потенциальной ямы при возникновении виртуального катода во взрывоэмиссионном диоде. Проведен анализ различных режимов токоотбора из плазмы катодного факела. Установлена связь токовых всплесков с появлением больших потенциалов на фронте плазмы и коллективным ускорением ионов. Предложенная модель находится в хорошем согласии с экспериментальными результатами.
• С позиций эктонной модели катодного пятна дано объяснение физическому эффекту, состоящему в появлении плотных плазменных образований вблизи катода. Показано, что их возникновение связано с взаимодействием жидкометаллических капель и плазменных струй, испускаемых катодньми пятнами. В начальной стадии разлета за счет высокой концентрации электронов и ионов в струе плазмы аккумулируется высокая плотность энергии. Из-за большой разницы в скоростях разлета плазмы и капель возникает ситуация, когда в каплю попадает струя катодной плазмы. По аналогии с выстрелом охотника по летящей птице, явление названо «хантинг-эффектом».
• Предложен новый метод получения высокоэнергетичных ионных пучков с использованием искрового разряда в вакууме. Показано, что ускорение ионов происходит при наличии в межэлектродном промежутке плазменного облака. Развитие в этой плазме сильной электронной неустойчивости при прохождении катодного электронного пучка приводит к росту ее потенциала до значений, превышающих приложенную разность потенциалов. Появление аномально-ускоренных ионов межэлектродной плазмы сопровождается всплеском  тока в диоде.
• С позиций эктонной модели рассмотрен баланс энергии на электродах при функционировании электрического дугового разряда в вакууме. При горении слаботочного разряда и малых межэлектродных расстояниях на катоде выделяется примерно треть энергии и, соответственно, две трети на аноде. Показано, что энергетический баланс практически целиком определяется процессами в непосредственной близости от катода в области катодного потенциала. Значительную долю энергии (до 40%), выделяемой на аноде вакуумной дуги составляет кинетическая энергия ионов, движущихся по направлению от катода к аноду.
• Предложена феноменологическая модель неустойчивой стадии вакуумного искрового разряда. Установлено, что всплески тока в диоде связаны с проникновением внешнего электрического поля в плазму разряда и ростом ее потенциала до значений, сравнимых с приложенным напряжением.
• На основе эктонной модели катодного пятна вакуумной дуги дано объяснение явлению самопроизвольного погасания вакуумной дуги. Установлена связь средней продолжительности горения дуги с параметрами эктонных процессов.

Основное направление исследований.

Построение замкнутой физической модели электрического разряда в вакууме, описывающей все стадии его функционирования: пробой, искровой и дуговой разряды.

Основные научные результаты

Сформулированы и получили экспериментальное подтверждение основные положения эктонной модели катодного пятна вакуумного разряда. Согласно этой модели в основе функционирования катодного пятна лежит кратковременный ( порядка 10-8 с ) выброс электронов при микроскопическом взрыве на поверхности катода. Модель описывает всю совокупность физических процессов в вакуумной разряде: от катодных до плазменных. (Работа выполнена совместно с Институтом электрофизики УрО РАН).

С позиций эктонной модели катодного пятна дано объяснение физическому эффекту, состоящему в появлении плотных плазменных образований вблизи катода. Показано, что их возникновение связано с взаимодействием жидкометаллических капель и плазменных струй, испускаемых катодными пятнами. По аналогии с выстрелом охотника по летящей птице, явление названо «хантинг-эффектом».

На основе концепции глубокой нестационарной ямы предложена модель коллективного ускорения ионов в искровой стадии вакуумного разряда. Показана принципиальная возможность образования потенциальной ямы при возникновении виртуального катода во взрывоэмиссионном диоде. Результаты проведенных исследований являются основой для разработки и создания генераторов сильноточных пучков ионов принципиально нового типа.

Экспериментальная база

Сотрудники лаборатории принимают участие в совместных исследованиях на экспериментальном оборудовании Института электрофизики УрО РАН (г. Екатеринбург), Института сильноточной электроники СО РАН (г. Томск), Объединенного института ядерных исследований (г. Дубна).

Участие в федеральных программах и конкурсах

• Программа фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные проблемы релятивистской импульсной и стационарной электроники большой мощности».
• Грант РФФИ «Модель коллективного ускорения ионов в искровой стадии вакуумного разряда»
• Грант РФФИ «Исследование эктонного механизма инициирования и динамики вакуумного пробоя в ускорительных диодах сильноточных электронных инжекторов и электродинамических системах гигаваттных микроволновых источников»
• Грант РФФИ «Влияние ионного облучения на процессы смачивания и растекания жидких металлов по поверхности графита»

Основные публикации

2014

1. G.A.Mesyats, M.B. Bochkarev, A.A. Petrov, S.A. Barengolts. On the mechanism of operation of a cathode spot cell in a vacuum arc. Allpied Physics Letters. 2014. V. 104. 184101.
2. Shmelev D. L., Barengolts S0. A., Tsventoukh M. M. 2014 On the anode potential fall in a vacuum arc: PIC simulation Plasma Sources Sci. Technol. 23 062004
3. Hwangbo D., Kajita S., Barengolts S. A., Tsventoukh M. M., Ohno N. "Transition in velocity and grouping of arc spot on different nanostructured tungsten electrodes" Results in Physics 2014, 4 pp. 33-39
4. Yury R Kolobov, Marina Yu Smolyakova, Anastasia Yu Kolobova, Andrey A Ionin, Sergey I Kudryashov, Sergey V Makarov, Pavel N Saltuganov, Dmitry A Zayarny and Alexander E Ligachev Superhydrophylic textures fabricated by femtosecond laser pulses on sub-micro- and nano-crystalline titanium surfaces. Laser physics letters 11 125602 (2014).
5. R H Amirov, S A Barengolts, E V Korostylev, N V Pestovskii, A A Petrov, I S Samoylov, S Yu Savinov. Ordering of the flame track in the ring mode of the Trichel pulse negative corona discharge. Journal of Physics: Conference Series, 2014. принято к печати.
6. E V Oreshkin, S A Barengolts, S A Chaikovsky, and V I Oreshkin.  An avalanche of runaway electrons formed in an air discharge Journal of Physics: Conference Series, 2014. 552 p. 012023
7. Шмелев Д.Л., Баренгольц С.А., Щитов Н.Н. Влияние дейтерирования катода на параметры вакуумно-дуговой плазмы Письма в ЖТФ. 2014. Т. 40. В. 18. С. 16.
8. Г.Ю. Юшков, А.Г. Николаев, В.П. Фролова, Е.М. Окс, Г.С. Румянцев, С.А. Баренгольц  Масс-зарядовый состав плазмы вакуумной дуги с катодом из циркония, насыщенного дейтерием Письма в ЖТФ. 2014. Т. 40. В. 23. С. 74
9. Barengol'ts, S. A., Ivanov, V. V.;Ratakhin, N. A.; Shpak, V. G.; Charushin, V. N., Kovalev, N. F., Gulyaev, Yu. V.,Shcherbakov, I. A.; Kostyuk, V. V.  The Role of Academic Institutes in the Development of Electrophysics and New Types of Electronics Paper Discussion. Herald of RAS. Vol. 84 , No 4 pp. 246-251

2012-2013

1. D. L. Shmelev and S. A. Barengolts, Kinetic Modeling of Initiation of Explosion Center on Cathode Under Dense Plasma IEEE Trans. Plasma Sci. 41, 1959 (2013)
2. D. L. Shmelev and S. A. Barengolts, Modeling of Cathode Plasma Flare Expansion IEEE Trans. Plasma Sci. 41, 1964 (2013);
3. Andrey A. Ionin, Sergey I. Kudryashov, Sergey V. Makarov, Pavel N. Saltuganov, Leonid V. Seleznev, Dmitry V. Sinitsyn, Evgene V. Golosov, Artem A. Goryainov, Yury R. Kolobov, Kateryna A. Kornieieva, Andrei N. Skomorokhov, Alexander E. Ligachev, Femtosecond laser modification of titanium surface: direct imprinting of hydroxylapatite nanopowder and wettability tuning via surface microstructuring, Laser Physics Letters 10, 045605 (2013). 
4. A.A. Ionin, Y.M. Klimachev, A.Y. Kozlov, S.I. Kudryashov, A.E. Ligachev, S.V. Makarov, L.V. Seleznev, D.V. Sinitsyn, A.A. Rudenko, R.A. Khmelnitsky, Direct femtosecond laser fabrication of antireflective layer on GaAs surface, Applied Phys. B111, 419-423 (2013).
5. Andrey A. Ionin, Sergey I. Kudryashov, Sergey V. Makarov, Leonid V. Seleznev, Dmitry V. Sinitsyn, Alexander E. Ligachev, Evgene V. Golosov, Yury R. Kolobov, Sub-100-Nanometer Transverse Gratings Written by Femtosecond Laser Pulses on Titanium Surface, Laser Physics Letters 10, 056004 (2013).
6. A.A. Ionin, S.I. Kudryashov, S.V. Makarov, A.A. Rudenko, L.V. Seleznev, D.V. Sinitsyn, E.V. Golosov, Y.R. Kolobov, A.E. Ligachev, Beam spatial profile effect on femtosecond laser surface structuring of titanium in scanning regime, Appl. Surf. Sci. 284 634 (2013).
7. Lednev, Vasily N. ; Pershin, Sergey M.,Ionin, Andrey A.;Kudryashov, Sergey I., Makarov, Sergey V.; Ligachev, Alexander E.; Rudenko, Andrey A.; Chmelnitsky, Roman A.; Bunkin, Alexey F. Laser ablation of polished and nanostructured titanium surfaces by nanosecond laser pulses. SPECTROCHIMICA ACTA PART B-ATOMIC SPECTROSCOPY  10   15 (2013).
8. М.М. Цвентух, С.А. Баренгольц, В.Г. Месяц, Д.Л. Шмелев, “Обратное движение катодных пятен первого типа в тангенциальном магнитном поле” ПЖТФ, 2013, том 39, выпуск 21, c 1–9
9. A.A. Ионин, С.И. Кудряшов, А.Е. Лигачев, С.В. Макаров, Н.Н. Мельник, А.А. Руденко, Л.В. Селезнев, Д.В. Синицын, Р.А. Хмельницкий, Усиление локального электромагнитного поля за счет металлических поверхностных периодических структур, полученных при помощи фемтосекундных лазерных импульсов, Квант. Электрон. 43 (4), 304-307 (2013).
10. В.А. Подвязников, В.К. Чевокин, «Высоковольтный лабораторный источник питания», ПТЭ, 2013, № 6, стр. 116
11. С.В. Гагарский, В.В. Кийко, В.А. Кондратьев, В.А. Подвязников, А.Н. Сергеев, В.К. Чевокин, «Управление временными характеристиками излучения мини-лазера при помощи активной внутрирезонаторной оптики», Известия ВУЗов, серия Приборостроение, № 9, 2013.

2011 г.

1. S. A. Barengolts, G. A. Mesyats, M. M. Tsventoukh "Explosive Electron
   Emission Ignition at the "W-Fuzz" Surface Under Plasma Power Load" IEEE
   Trans. Plas. Sci., 2011, Vol 39, issue 9, pp. 1900-1904.
2. Орешкин Е.В., Баренгольц С.А., Огинов А.В., Орешкин В.И., Чайковский
   С.А., Шпаков К.В. Тормозное излучение быстрых электронов в длинных газовых
   промежутках. ПЖТФ, т.37, вып.12, с.80-87.
3. Е.В. Голосов, A.A. Ионин, Ю.Р. Колобов, С.И. Кудряшов, А.Е. Лигачев, Ю.Н.
   Новоселов, Л.В. Селезнев, Д.В. Синицын, Сверхбыстрая оптика поверхности
   титана и фемтосекундная лазерная запись одномерных нанорешеток ее рельефа,
   ЖЭТФ 140, 1(7), 21-35 (2011).
4. Е.В. Голосов, A.A. Ионин, Ю.Р. Колобов, С.И. Кудряшов, А.Е. Лигачев, С.В.
   Макаров, Ю.Н. Новоселов, Л.В. Селезнев, Д.В. Синицын, Формирование
   периодических наноструктур на поверхности алюминия под действием
   фемтосекундных лазерных импульсов, Российские нанотехнологии 6 (3-4), 59-63
   (2011).
5. E. V. Golosov, A. A. Ionin, Yu. R. Kolobov, S. I. Kudryashov, A. E.
   Ligachev, S.V. Makarov, Yu. N. Novoselov, L. V. Seleznev, D. V. Sinitsyn,
   Topological evolution of self-induced silicon nanogratings during prolonged
   femtosecond laser irradiation, Appl. Phys. A 104 (2), 701-705 (2011), DOI
   10.1007/s00339-011-6323-2.
6. E.V. Golosov, A.A. Ionin, Yu.R. Kolobov, S.I. Kudryashov, А.Е. Ligachev,
   S.V. Makarov, Yu.N. Novoselov, L.V. Seleznev, D.V. Sinitsyn, A.R. Sharipov,
   Near-threshold femtosecond laser fabrication of one-dimensional
   sub-wavelength nanogratings on graphite surface, Phys. Rev. B 83, 115426
   (2011).
7. А.A. Ионин, С.И. Кудряшов, А.Е. Лигачев, С.В. Макаров, Л.В. Селезнев,
   Д.В. Синицын, Наномасштабная кавитационная неустойчивость поверхности
   расплава вдоль штрихов одномерных решеток нанорельефа на поверхности
   алюминия, Письма в ЖЭТФ 94 (4), 289-292 (2011).
8. Е.В. Голосов, A.A. Ионин, Ю.Р. Колобов, С.И. Кудряшов, А.Е. Лигачев,
   С.В. Макаров, Ю.Н. Новоселов, Л.В. Селезнев, Д.В. Синицын, Формирование
   квазипериодических нано- и микроструктур на поверхности кремния под
   действием ИК и УФ фемтосекундных лазерных импульсов, Квант. эл-ка 41 (9),
   829-834 (2011).

2010 г

1. Barengolts S.A., Mesyats G.A., and Tsventoukh M.M. The ecton mechanism of
   unipolar arcing in magnetic confinement fusion devices, Nucl. Fusion 50
   (2010) 125004.
2. Tsventoukh M.M., Mesyats V.G. and Barengolts S.A.
   Electrostatic-Instabilities as a Source of Picosecond Termination of
   Runaway-Electrons Beam in High-Voltage Gas-Filled Ultra-Fast Diode Plasma
   and Fusion Research, V. 5, S2069 (2010).
3. Golosov E.V., Ionin A.A., Kolobov Yu.R., Kudryashov S.I., Ligachev A.E.,
   Novoselov Yu.N., Seleznev L.V., Sinitsyn D.V., Sharipov A.R. Femtosecond
   laser nanostructuring of metals: sub-100 nm one-dimensional surface gratings
   // Proc. SPIE 7712, 77122V (2010).
4. Kudryashov S.I., Golosov E.V., Ionin A.A., Kolobov Yu.R., Ligachev A.E.,
   Makarov S.V., Novoselov Yu.N., Seleznev L.V., Sinitsyn D.V. Evolution of
   black silicon nano- and microscale surface topologies upon femtosecond laser
   irradiation // Proc. SPIE 7719, 771921 (2010).
5. Баренгольц С.А., Месяц В.Г., Шмелев Д.Л. «Влияние тангенциального
   магнитного поля на эктонные процессы в катодном пятне вакуумной дуги»,
   Письма в ЖТФ. 2010 № 23, стр. 91-97.
6. Н.С. Азарян, С.А. Баренгольц, С.Н. Доля, Г.А. Месяц, Э.А. Перельштейн,
   «Моделирование формирования электронного кольца с использованием
   пикосекундных электронных пучков в магнитной системе типа "касп"», ЖТФ, 80
   (4), 2010, c. 126-133.
7. Голосов Е.В., Емельянов В.И., Ионин A.A., Колобов Ю.Р., Кудряшов С.И.,
   Лигачев А.Е., Новоселов Ю.Н., Селезнев Л.В., Синицын Д.В. «Модификация
   поверхности титана с помощью импульсного лазерного излучения фемтосекундной
   длительности», Физика и химия обработки материалов № 2, 10-14 (2010).

2000-2009

1. Азарян Н.С., Баренгольц С.А., Доля С.Н., Месяц Г.А., Перельштейн Э.А. Моделирование формирования электронного кольца с использованием пикосекундных электронных пучков в магнитной системе типа «касп» // ЖТФ(принята к печати)
2. С.А. Баренгольц, Г.А. Месяц, Э.А. Перельштейн. Феноменологическая модель неустойчивой стадии вакуумного искрового разряда // ЖТФ, 2009, т 79, № 10, стр. 45-52.
3. D.L. Shmelev, S.A. Barengolts, Model of Collective Acceleration of Ions in Spark Stage of Vacuum Discharge // IEEE Transaction on Plasma Science,2009, Vol. 37 No 8 pp. 1375-1378.
4. E. A. Ligacheva, M. B. Ivanov, N. V. Gavrilov, D. R. Emlin, S. Ya. Betsofen, A. E. Ligachev, V. V. Sokhoreva. The Effect of Irradiation with Nitrogen Ions on the Properties of Pyrolytic Graphite. //Russian Journal of Non-Ferrous Metals, 2008, Vol. 49, No. 5, pp. 420–423.
5. Баренгольц С.А., Месяц Г.А., Цвентух М.М. Инициирование эктонных процессов при взаимодействии плазмы с микровыступом на металлической поверхности.// ЖЭТФ, 2008, т. 134, №. 6, стр. 1213.
6. Баренгольц С.А., Месяц Г.А., Перельштейн Э.А. Ф еноменологическая модель неустойчивой стадии вакуумного искрового разряда. // ЖТФ. (принята к печати).
7. Е.А.Лигачева, М.Б.Иванов, Н.В.Гаврилов, Д.Р Емлин,С.Я.Бецофен, А.Е.Лигачев, В.В.Сохорева Влияние воздействия ионов азота на свойства пиролитического графита. //Порошковая металлургия и функциональны покрытия, 2008, №5, с.42-45
8. Месяц Г.А., Баренгольц С.А. Механизм генерации аномальных ионов вакуумной дуги. // УФН, 2002, т. 172, вып. 10, с. 1113-1130.
9. Месяц Г.А., Баренгольц С.А. Взаимодействие плазменных струй и капель в прикатодной области вакуумной дуги. // Письма в ЖЭТФ, 2002, т. 75, вып. 6, с. 306-308.
10. Баренгольц С.А., Месяц Г.А., Шмелев Д.Л. Механизм генерации ионного потока в вакуумных дугах. // ЖЭТФ, 2001, т. 120, вып. 5(11), с. 1227-1236.
11. Баренгольц С.А., Месяц Г.А., Перельштейн Э.А. Модель коллективного ускорения ионов в вакуумном разряде на основе концепции глубокой потенциальной ямы // ЖЭТФ, 2000, т. 118, вып. 6 (12), c. 1358-1365.
12. Месяц Г.А., Баренгольц С.А. Сильноточная вакуумная дуга как коллективный многоэктонный процесс. // ДАН, 2000, т. 375, вып. 4, с. 462-464.
13. Месяц Г.А., Баренгольц С.А. Эктонный механизм генерации ионного потока в вакуумных дугах. // ДАН, 2001, т. 380, вып. 3, с. 328 – 331.
    S.A. Barengolts, G.A. Mesyats, and D.L. Shmelev. Structure and Time Behavior of vacuum Arc Cathode Spots //IEEE Transaction on Plasma Science, vol.31, No. 5, 2003, pp. 809 – 816.
14. С.А. Баренгольц, Н.Ю. Казаринов, Г.А. Месяц, Э.А. Перельштейн, В.Ф. Шевцов. Моделирование процесса формирования глубокой потенциальной ямы в вакуумном диоде. // Письма в ЖТФ, 2005, т. 31, в. 4, с. 64-70.
15. Потемкин Г.В., Лигачев А.Е. Источник ионов с радиально-кольцевой областью газовой плазмы. // Изв. Вузов: Физика, 2006, вып. 8, с.68-72
16. .Потемкин Г.В., Лигачев А.Е. Обработка конструкционных материалов смешанными ионными пучками. // Изв. Вузов: Физика, 2006, вып. 8, с.72 – 75

Участие в конференциях, симпозиумах и семинарах

2008

• S.A. Barengolts, G.A. Mesyats, M.M. Tsventoukh, The initial stage of the unipolar arc hot spot formation due to the microexplosion at the surface.// Proc, 35th European Physical Society conferences on Plasma Physics, 9-13 June 2008, Hersonissos, Crete, Greece, P-4.012.
• S.A. Barengolts, G.A. Mesyats, M.M. Tsventoukh, Microexplosion Initiation by Plasma Heating of the Microprotrusion at the Wall/ /Proc. 23rd International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, 15-19 September 2008, Bucharest, Romania, P 353.
• Цвентух М.М., Баренгольц С.А. О возможном механизме обрыва тока быстрых электронов в пикосекундном разряде/ //Тез. XII Школы молодых ученых «Актуальные проблемы физики» и II Школы-семинара «Инновационные аспекты фундаментальных исследований» 23-27 ноября 2008, Москва 2008, с. 79-80.
• Е.А.Лигачева, А.Е.Лигачев. Влияние ионного облучения на поверхность графита и углеродного волокна.//Труды 9 международной конференции по модификации материалов заряженными частицами и потоками плазмы. Томск, РФ. 21-26 сентября 2008г., с.421.
• D.L. Shmelev, S.A. Barengolts, Model of Collective Acceleration of Ions in Spark Stage of Vacuum Discharge //Proc. 23rd International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum, 15-19 September 2008, Bucharest, Romania, P 353.
• D.L. Shmelev, S.A. Barengolts, Model of Collective Acceleration of Ions in Spark Stage of Vacuum Discharge //Proc. 15rd International Symposium on high-current electronics, 21-26 September 2008, Tomsk, P. 96.

2006

• D.L. Shmelev and S.A. Barengolts On the mechanism of the anomalous acceleration of ions in vacuum and plasma diodes. XXII International Symposium on Discharges and Electrical Insulation in Vacuum. Japan, 2006.
• Лигачев А.Е., Иванов М.Б., Гаврилов Н.В., Пемлин Р.Д., Лигачева Е.А., Сохорева В.В. Влияние ионного облучения на структуру и топографию поверхности углеродного волокна. Пятая международная конференция УГЛЕРОД: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология. 18-20 октября 2006 года МГУ им. М.В.Ломоносова.
• Лигачева Е.А., Иванов М.Г., Гаврилов Н.В.Ю Емлин Д.Р., Бецофен С.Я., Лигачев А.Е..Сохорева В.В., Сафронов А.А. Влияние облучения ионами азота на свойства графита. Пятая международная конференция УГЛЕРОД: фундаментальные проблемы науки, материаловедение, технология. 18-20 октября 2006 года МГУ им. М.В.Ломоносова.

2005

• Barengolts S.A., Kazarinov N.Yu., Mesyats G.A., Perelstein E.A., and Shevtsov V.F. Modeling the formation of a deep potential well in a vacuum diode // Proc. XXVII ICPIG. Eindhoven, the Netherlands. July 17-22 2005 (CD-ROM)
• Иванов М.Г.Гаврилов Н.В., Белых Т.А., Лигачев А.Е.,Лигачева Е.А.Сафронов А.А., Сохорева В.В. Влияние облучения ионами азота на свойства конструкционного графита. // Труды международной конференции «Взаимодействия излучения с твердым телом», Минск, Беларусь, 28-30 сентября 2005 г., Минск, изд. центр БелГУ, 2005,с.226-228.
• M.B.Ivanov, N.V.Gavrilov,Belyh T.A., Ligacheva E.A., Galijeva L.V., Ligachev A.E. , Sohoreva V.V. Irradiation effects in carbon fibers after N + ion irradiation. // Int. Conf. on Surface Modification of Materials by Ion Beams, 4-9. 09 2005, Kusadasi, Turkey, Abstracts, pp.MP-69.
• Иванов М.Г.Гаврилов Н.В., Белых Т.А., Лигачев А.Е.,Лигачева Е.А. Галеева Н.С., Сохорева В.В. Облучение углеродных волокон ионными пучками. // Тезисы ; межд. конф. «УГЛЕРОД: фундаментальные проблемы науки, материаловедения, технологии», 26-28 октября 2005 года, МГУ, Москва, с.98.
• М.Г.Иванов, Н.В.Гаврилов, Т.А.Белых, С.Я.Бецофен, А.Е.Лигачев, Е.А.Лигачева, А.А.Софронов, В.В.Сохорева О влиянии облучения ионами азота на свойства графита. Труды 4-ой Всеросс. научно-технич. конф. с международным участием "Быстрозакаленные материалы и покрытия", 22-23 ноября 2005 МАТИ - РГТУ им. К.Э.Циолковского, Москва, 2005, с. 257-262.