В работах по исследованию электрического разряда в вакууме был открыт принципиально новый физический механизм электродинамического расширения катодной плазмы на стадии запаздывания пробоя вакуумного промежутка. На данный момент предложенная теория представляет собой единственное последовательное и внутренне непротиворечивое феноменологическое описание вакуумного пробоя, сопровождаемого явлениями аномального ускорения ионов, возникновения ионов с аномально высокими энергиями (свыше приложенного к промежутку напряжения, умноженного на элементарный заряд). Исследование нового механизма пробоя вакуумного промежутка также отвечает на вопрос: как отдельные многозарядные ионные компоненты движутся друг относительно друга. В частности, были объяснены причины существующих экспериментальных противоречий, связанных с измерением скоростей ионных компонент в зависимости от заряда.

• Yao, J., Kozhevnikov, V., Igumnov, V., Chu, Z., Yuan, C., & Zhou, Z. (2024) Plasma Sources Science and Technology, 33 (3), 035006 (DOI: 10.1088/1361-6595/ad34f8)

• Kozyrev, A.V., Kozhevnikov, V.Y., Semeniuk, N.S., & Kokovin, A.O. (2023) Plasma Sources Science and Technology, 32 (10), 105010 (DOI: 10.1088/1361-6595/acfff1)

• Kozhevnikov, V.Yu., Kozyrev, A.V., Kokovin, A.O., & Semenyuk, N.S. (2023) Plasma Physics Reports, 49 (11), 1350–1357 (DOI: 10.1134/s1063780x23601256)

• Kozhevnikov, V.Yu., Kozyrev, A.V., Igumnov, V.S., Semenyuk, N.S., & Kokovin, A.O. (2023) Fluid Dynamics, 58 (6), 1148–1155 (DOI: 10.1134/s0015462823601900)

• Kozhevnikov, V., Kozyrev, A., Kokovin, A., & Semeniuk, N. (2021) Energies, 14 (22), 7608 (DOI: 10.3390/en14227608)

Результатом совместных теоретических исследований с Лабораторией прикладной электроники ИСЭ СО РАН (г. Томск) было дано объяснение экспериментального феномена роста средней плотности тока ионов на подложку при переходе от традиционной формы HiPIMS к короткоимпульсной и сверхкороткоимпульсной форме протекания сильноточного магнетронного разряда. Теория основывалась на использовании нуль-мерных моделей с пространственным-усреднением (IRM), адаптированных для магнетронного разряда с длительностью импульсов менее 25 мкс. Было установлено, что в короткоимпульсном режиме основная доля положительных ионов плазмы разряда транспортируются к подложке в промежутке между импульсами, т.е. в фазе послесвечения. При поддержании постоянного значения средней мощности разряда и уменьшении длительности импульса с 100-500 мкс до 5 мкс среднее значение полной плотности тока ионов на подложку увеличивается в три и более раз в зависимости от формы и материала мишени, параметров тока и напряжения разряда. Теоретические результаты с высокой точностью подтверждаются экспериментальными наблюдениями. Современное состояние предложенной теоретической модели с пространственным усреднением имеет большую практическую значимость для разработки систем магнетронного распыления.

• Oskirko, V.O., Kozhevnikov, V.Y., Pavlov, A.P., Zakharov, A.N., Grenadyorov, A.S., & Solovyev, A.A. (2024) Vacuum, 224, 113162  (DOI: 10.1016/j.vacuum.2024.113162)
• Oskirko, V.O., Zakharov, A.N., Grenadyorov, A.S., Pavlov, A.P., Semenov, V.A., Rabotkin, S.V., Kozhevnikov, V.Yu., & Solovyev, A.A. (2023) Vacuum, 216, 112459 (DOI: 10.1016/j.vacuum.2023.112459)
• Oskirko, V.O., Kozhevnikov, V.Y., Rabotkin, S.V., Pavlov, A.P., Semenov, V.A., & Solovyev, A.A. (2023) Plasma Sources Science and Technology, 32 (7), 075007 DOI: 10.1088/1361-6595/acdd95)

Впервые было дано исчерпывающее объяснение нового уникального явления физики плазмы – апокампического разряда (или апокампа), ранее обнаруженного экспериментально в ЛОИ ИСЭ СО РАН (г. Томск). Апокамп стал известен как безконвективная протяжённая плазменная струя, возникающая в газовых средах с добавкой электроотрицательных компонент на изгибе высокочастотного разряда особой конфигурации. Предложенная теория является первой и единственной на сегодняшний день физической теорией данного явления. Она не только описывает причины возникновения «апокампа», но также и позволяет ответить на ряд принципиальных вопросов, связанных с тем, в каких газовых средах может существовать апокампический разряд, насколько быстро возникает плазменная струя и какова скорость её роста, а также выяснить почему апокамп не требует газодинамических потоков для своего возникновения и развития.

• Sosnin, E.A., Babaeva, N.Y., Kozhevnikov, V.Y., Kozyrev, A.V., Naidis, G.V., Panarin, V.A., Skakun, V.S., & Tarasenko, V.F. (2021) Physics-Uspekhi, 64 (2), 191–210 (DOI: 10.3367/UFNe.2020.03.038735)
• Kozhevnikov, V., Kozyrev, A., Kokovin, A., Sitnikov, A., Sosnin, E., Panarin, V., Skakun, V., & Tarasenko, V. (2020) EPL (Europhysics Letters), 129 (1), 15002 (DOI: 10.1209/0295-5075/129/15002)
• Sosnin, E.A., Panarin, V.A., Skakun, V.S., Tarasenko, V.F., Kozyrev, A.V., Kozhevnikov, V.Yu., Sitnikov, A.G., Kokovin, A.O., & Kuznetsov, V.S. (2019) Russian Physics Journal, 62 (7), 1289–1297 (DOI: 10.1007/s11182-019-01846-1)

В ходе экспериментальных и теоретических исследований совместно с Лабораторией оптических излучений ИСЭ СО РАН (г. Томск) было установлено существование в газовых разрядах высокого давления потоков убегающих электронов, имеющих кинетические энергии, значительно превосходящие амплитудные напряжения на газоразрядном промежутке (отнесенные к величине элементарного заряда). Они получили название электронов, имеющих "аномально высокие энергии" или коротко - "аномальных электронов". Экспериментальные исследования были основаны на измерении энергетических характеристик электронов за коллектором (анодом), выполненном из поглощающих фольг различной толщины. Для восстановления энергетических спектров использовался метод решения некорректно-поставленной задачи методом регуляризации Тихонова. Теоретические работы включали в себя формулировку гибридной жидкостно-кинетической и полностью кинетической моделей разрядных промежутков с высокими факторами пространственной неоднородности. В результате чего была предложена последовательный самосогласованный теоретический аппарат, позволяющий вычислять энергетический спектр убегающих электронов в любом сечении разряда, а также получать распределения концентраций и плотностей тока заряженных частиц плазмы разряда. Данная теория впервые предсказала детальную динамику немногочисленной фракции "аномальных электронов" разряда и объяснила причины её появления из первых принципов.

• Zubarev, N.M., Kozhevnikov, V.Y., Kozyrev, A.V., Mesyats, G.A., Semeniuk, N.S., Sharypov, K.A., Shunailov, S.A., & Yalandin, M.I. (2020) Plasma Sources Science and Technology, 29 (12), 125008 (DOI: 10.1088/1361-6595/abc414)
• Kozyrev, A., Kozhevnikov, V., & Semeniuk, N. (2020) Plasma Sources Science and Technology, 29 (12), 125023 (DOI: 10.1088/1361-6595/abbf95)
• Kozhevnikov, V.Yu., Kozyrev, A.V., Semeniuk, N.S., & Kokovin, A.O. (2018) IEEE Transactions on Plasma Science, 46 (10), 3468–3472  (DOI: 10.1109/TPS.2018.2866777)
• Kozyrev, A., Kozhevnikov, V., & Semeniuk, N. (2018) EPJ Web of Conferences, 167, 01005 (DOI: 10.1051/epjconf/201816701005)
• Tarasenko, V.F., Zhang, C., Kozyrev, A.V., Sorokin, D.A., Hou, X., Semeniuk, N.S., Burachenko, A.G., Yan, P., Kozhevnikov, V.Yu., Baksht, E.Kh., Lomaev, M.I., & Shao, T. (2017) High Voltage, 2 (2), 49–55 (DOI: 10.1049/hve.2017.0014)
• Kozyrev, A.V., Kozhevnikov, V.Yu., & Semeniuk, N.S. (2016) Matter and Radiation at Extremes, 1 (5), 264–268 (DOI: 10.1016/j.mre.2016.10.001)
• Kozyrev, A., Kozhevnikov, V., Lomaev, M., Sorokin, D., Semeniuk, N., & Tarasenko, V. (2016) EPL (Europhysics Letters), 114 (4), 45001 (DOI: 10.1209/0295-5075/114/45001)
• Kozhevnikov, V.Yu., Kozyrev, A.V., & Semeniuk, N.S. (2015) EPL (Europhysics Letters), 112 (1), 15001 (DOI: 10.1209/0295-5075/112/15001)
• Kozyrev, A.V., Kozhevnikov, V.Yu., Vorobyov, M.S., Baksht, E.Kh., Burachenko, A.G., Koval, N.N., & Tarasenko, V.F. (2015) Laser and Particle Beams, 33 (2), 183–192 (DOI: 10.1017/S0263034615000324)
• Shao, T., Tarasenko, V.F., Zhang, C., Rybka, D.V., Kostyrya, I.D., Kozyrev, A.V., Yan, P., & Kozhevnikov, V.Yu. (2011) New Journal of Physics, 13 (11), 113035 (DOI: 10.1088/1367-2630/13/11/113035)
• Baksht, E.H., Burachenko, A.G., Kozhevnikov, V.Y., Kozyrev, A.V., Kostyrya, I.D., & Tarasenko, V.F. (2010) Journal of Physics D: Applied Physics, 43 (30), 305201 (DOI: 10.1088/0022-3727/43/30/305201)

Впервые была разработана и апробирована теоретическая методология позволяющая отыскивать в полномасштабном бортовом оборудовании уязвимости электронных схем по отношению к возможности возникновения дугообразования, ведущего к каскадному выходу автономных систем из строя вследствие значительного энерговклада первичных и вторичных спонтанных дуговых разрядов. Например, в космических аппаратах широкого назначения эта проблема стала актуальна в 1995 году, когда Boeing Satellite Systems предложила платформу BSS 702 с высоковольтной шиной, подключенной к стабилизированному источнику питания напряжения 100 В. Предложенная научная концепция применима к оперативной диагностике рисков дугообразования в любом автономном оборудовании, эксплуатация которого предполагает длительный срок работы без возможности замены компонентов или полного ремонта. Указанный подход в десятки раз сокращает время поиска потенциально уязвимых участков электронных схем по сравнению с прямым численным моделированием возникновения дуги, что при современных масштабах бортовых электронных устройства зачастую может быть осуществлено только с использованием высокопроизводительных суперкомпьютеров последнего поколения. Под непосредственным руководством теоретиков специалистами Томского государственного университета систем управления и радиоэлектроники  (г. Томск) разработанная вычислительная методология была успешно реализована в среде Application Builder среды COMSOL Multiphysics  в виде отдельного программного продукта, который использовал возможности модулей AC/DC, Plasma и CAD Import COMSOL.

• V.Yu. Kozhevnikov, N. Semeniuk, A.V. Kozyrev, V.M. Karaban, D.S. Kosov (2017) International Conference on System Reliability and Science (ICSRS), 20-22 December, Milan, Italy (DOI: 10.1109/ICSRS.2017.8272867)
• V.Yu. Kozhevnikov, A.V. Kozyrev, N.S. Semeniuk, A. V. Batrakov, V.M. Karaban, and D.S. Kosov (2016) 18th Mediterranean Electrotechnical Conference MELECON 2016, 18-20 April, Limassol, Cyprus (DOI: 10.1109/MELCON.2016.7495441)
• A.V. Kozyrev, V.Y. Kozhevnikov, N.S. Semeniuk, and L.A. Zyulkova (2015) IEEE Transactions on Plasma Science, 43 (8), pp. 2294–2298 (DOI: 10.1109/TPS.2015.2447032)