Статья: Физические процессы в маломощном индуктивном источнике плазмы в слабом внешнем магнитном поле (2021)

Использование оптического контраста между различными частицами крови, позволяет использовать оптоакустический метод для визуализации распределения частиц крови (эритроцитов, с учетом кислородонасыщения), доставки лекарственных препаратов в органы по кровеносным сосудам. Разработан алгоритм вычисления ультразвукового поля, полученного в результате оптоакустического взаимодействия, для ускорения расчетов на плате GPU. Предложена архитектура быстрого восстановления оптоакустического сигнала на основе программирования графического процессора (GPU). Используемый алгоритм в сочетании с методом предварительной миграции обеспечивает улучшение разрешения и резкости оптоакустического изображения моделируемых биологических тканей. Благодаря усовершенствованной вычислительной архитектуре на графическом процессоре (GPU) время затратный процесс вычислений на главном процессоре (CPU) ускоряется с большой вычислительной эффективностью.

Проект глубокой модернизации действующего ускорительно-накопительного комплекса и создания на базе его инфраструктуры источника синхротронного излучения 3-го поколения разрабатывается в НИЦ «Курчатовский институт». Модернизация включает полную замену основного накопителя электронов и инжекционного комплекса. Бустерный синхротрон как часть нового инжекционного комплекса должен обеспечить надежную и стабильную работу нового основного накопителя – источника синхротронного излучения. В работе представлена магнито-оптическая структура нового бустерного синхротрона и ее основные параметры.

Исследованы электрофизические характеристики и их термическая стабильность тонкопленочных резисторов на основе нитрида тантала (TaN), полученных методом реактивного магнетронного распыления. Определены оптимальные режимы процесса магнетронного распыления, обеспечивающие получение пленок фазового состава Ta2N со значением удельного электрического сопротивления 250 мкОм см и высокой термической стабильностью параметров. При использовании полученных результатов были изготовлены согласующие тонкопленочные резисторы для электрооптического модулятора Маха-Цендера на основе InP.

Заряженная нить, натянутая вдоль оси линейной электродинамической ловушки, совершает колебательно-вращательное движение, в результате которого заряженные частицы захватываются нитью в областях пучностей. Такая динамическая нить фактически является дополнительной ловушкой внутри ловушки Пауля.

Проведен анализ вольт-амперных характеристик в температурном диапазоне
гибридного органического материала C24H24N6O3Zn с целью определения перспектив использования этого соединения в качестве полупроводникового материала. Измерения выполнены в диапазоне температур 270–330 К. Проведён электрохимический анализ исследуемого координационного соединения, рассчитаны энергии уровней HOMO и LUMO. Описана методика получения, микроскопия, а также методика измерения температурных зависимостей электрических свойств полученных тонких пленок. Рассчитан ряд фундаментальных величин плёнок данного координационного соединения: энергия активации 0,88 эВ и подвижность носителей заряда 1,4710-11 см2 В-1 с-1.

Представлены результаты исследования процессов травления (~200 нм/мин) пленки ZnO фокусированным пучком электронов средней энергии (70 кэВ) при плотности потока 1021 см-2с-1 в условиях вакуума 910–5 Па. Показано, что модель травления пленки ZnO, основанная на процессах термодесорбции и электронно-стимулированной десорбции, не подтверждается расчетами. Предложен возможный механизм травле-ния, в основе которого лежит радиолиз, вызванный Оже-распадом в приповерхностных слоях пленок ZnO. Полученные результаты могут иметь важное значение как в исследовании радиационной стойкости устройств на основе ZnO, так и в развитии методов микронного и субмикронного травления данного материала.

Рассмотрен процесс получения высокотеплопроводных алюминий-графитовых композитных материалов методом пропитки пористых заготовок чешуйчатого графита расплавом алюминиевого сплава под давлением. Показано, что скорость проведения процесса, состав алюминиевого сплава обеспечивают формирование плотной, бездефектной и беспористой термоинтерфейсной границы между графитом и алюминиевым сплавом, отмечается отсутствие кристаллических включений третьих фаз, таких как SiC, Al4C3. Приведен пример оценки итоговой теплопроводности образца композитного материала с учетом влияния ориентации графитовых частиц и термоинтерфейсной теплопроводимости матрица-наполнитель.

Представлен анализ нескольких модификаций калориметрического метода измерения теплопритоков вакуумных корпусов-криостатов инфракрасных матричных фотоприёмных устройств. Проведены измерения теплопритоков как с учётом, так и без учёта теплоёмкости отходящих паров азота. Проанализирован процесс теплообмена между отходящими парами азота и стенками колодца криостата. Показано, что наиболее достоверные результаты получаются при применении подхода с калибровкой.

С использованием оптической микроскопии, РЭМ, атомно-силового микроскопа и профилометра определены форма, размеры и примесный состав локальных дефектов, возникающих в слое двуокиси кремния при диффузии фосфора. Причиной образования дефектов в пассивирующем окисле при диффузии фосфора является локальное плавление SiO2 при взаимодействии с жидкими каплями фосфорно-силикатного стекла. Снижение температуры процесса осаждения (загонки) фосфора и концентрации POCL3 в газовом потоке приводит к уменьшению плотности дефектов окисла.

Исследовано распределение чувствительности по площади пикселя матричного фотоприемника на основе антимонида индия с помощью неразрушающего метода сканирующей маски на основе открытой зондовой установки ускоренного тестирования.

Экспериментально исследовано удаление примесей изопропилового спирта с начальной объёмной концентрацией 20 % в ячейке с объёмом рабочей зоны 831 см3 в водном потоке с мелкодисперсными воздушными пузырьками с расходом раствора 2 м3/час квазиобъемным электрическим разрядом, получаемым с помощью многоэлектродной системы секционированных игольчатых электродов. При переменном напряжении промышленной частоты 50 Гц создание мелкодисперсной фазы с пузырьками воздуха в электроразрядной ячейке повышает эффективность удаления изопропилового спирта из потока воды на 6 %.

Исследованы спектральные характеристики излучения импульсного разряда в цезий–ртуть-ксеноновой смеси при формировании плазменного канала с момента зажигания до выхода в номинальный режим работы импульсной лампы. Показано, что по мере наращивания электрической мощности разряда спектральные линии излучения паров ртути изменяют свою интенсивность, а линии цезия самообращаются. Выявлено, что интенсивность спектральных линий в разных областях плазменного канала отличается в связи с наличием продольных градиентов температуры.

Ранее в наносекундным вакуумном разряде (НВР) с дейтерированным Pd-анодом наблюдалось появление DD-нейтронов не только на хорошо изученной квазистационарной стадии, где в межэлектродном пространстве возникает виртуальный катод (ВК), но и на самой начальной стадии разряда. Анализ эксперимента показывает, что автоэлектронный пучок может играть роль своего рода триггера для запуска процессов DD-синтеза на поверхности или в объеме Pd-анода, но его механизм на начальной стадии разряда оставался неясным. В данной работе проведено PIC-моделирование возможного частичного проникновения пучка автоэлектронов внутрь полых анодных Pd-трубок. Это приводит к образованию короткоживущих ВК очень малых размеров внутри отдельных Pd-трубок, где, начиная с величины тока в 100 А, оказывается возможен DD-микросинтез. Показано, что в устройствах с осциллирующими ионами скейлинг мощности DD-синтеза, которая увеличивается с уменьшением радиуса ВК, может сохраняться вплоть до rВК  0,02 см.

Экспериментально исследованы электрические характеристики разряда с микрополым катодом в воздухе при атмосферном давлении. Установлено, что разряд с микрополым катодом развивается в самопульсирующем режиме при среднем потребляемом токе сотни микроампер – единицы миллиампер. На основании экспериментальных данных сделан вывод о том, что частота самопульсации линейно зависит от потребляемого тока. Получены данные о напряжении зажигания самопульсирующего разряда с микрополым катодом при различных диаметрах отверстия в катоде 200–500 мкм.

Измерена напряжённость электрического поля в канале разряда с жидким электролитным катодом при атмосферном давлении в воздухе в диапазоне токов 20–90 мА. Найдены зависимости напряжённости поля от величины разрядного тока для водных растворов с разным составом и с разными значениями рН, но с одной и той же удельной электропроводностью 300 мкСм/см. Показано, что эти зависимости мало отли-чаются друг от друга. Получена усреднённая по составу раствора зависимость напряжённости поля в разряде с жидким катодом от тока разряда.