Прикладная физика

Приведены результаты разработки микросборки сверхширокополосного электрооптического модулятора с интегрированным источником излучения для использования в волоконно-оптических системах передачи аналогового сигнала на длине волны оптической несущей 1,31 мкм. Микросборка выполнена на основе полупроводникового кристалла электроабсорбционного модулятора с встроенным лазером. Максимальная мощность излучения лазера превышает 10 мВт при токе потребления 90 мА, диапазон рабочих частот модулятора составляет от 100 кГц до 20 ГГц.

Исследованы вольт-амперные характеристики (ВАХ) и вольт-фарадные характеристики (ВФХ) МОП-конденсаторов, сформированные последовательным осаждением тонких слоев затворного диэлектрика ZrO2:Y2O3 и Ti-Pd-Au затворного электрода на гетероэпитаксиальных структурах Ge/Si(001), выращенные низкотемпературным (Ts = 350 C)
методом газофазного осаждения с пиролизом моногермана на «горячей нити» (англ. HotWireChemicalVaporDeposition (HWCVD)). Высокое структурное совершенство гетероструктур Ge/Si(001) (плотность дислокаций, отождествленная с плотностью ямок
травления, составляла 1105 см-2), и высокая гладкость поверхности слоя Ge(rms = 0,37 нм) давали предпосылку для последующего формирования МОП-конденсаторов с высокими электрическими параметрами. Использование тонких слоев ZrO2:Y2O3 c 4-х
процентным содержанием Y2O3 и прошедших дополнительный отжиг, позволяет снизить токи утечки до 510-5 А/см2 при V = -1 В. Плотность поверхностных состояний на границе диэлектрик-полупроводник, определенная из ВФХ МОП-конденсатора, составля-
ла 41012 см-2эВ-1, что открывает перспективы для использования таких гетероструктур при изготовлении МДП-транзисторов.

На образцах, изотопически чистых монокристаллов германия, полученных из всех пяти стабильных изотопов (70Ge, 72Ge, 73Ge, 74Ge, 76Ge), измерены значения пропускания излучения в терагерцовом спектральном диапазоне (для длин волн 30–3000 мкм).
Рассчитаны коэффициенты поглощения; установлено, что максимальное пропускания имеет место в диапазоне 200–800 мкм и соответствующие коэффициенты поглощения для этого диапазона составляют менее 1 см-1.

Обсуждаются особенности процессов электромеханической эрозии контактных покрытий на основе сплавов Co-W, Ni-W и Ni-Mo при их испытаниях в режиме коммутации резистивной нагрузки при токе 1 A, рабочем напряжении 12 В, частоте 10 Гц. Проведен анализ динамики изменения контактного электрического сопротивления экспериментальных контактных групп с исследуемыми типами покрытий. Установлена взаимосвязь между морфологическими характеристиками, характеризующими развитость и регулярность структуры микрорельефа контактных покрытий на основе исследуемых сплавов, величиной их контактного сопротивления, а
также интенсивностью эрозионного износа в ходе коммутационного цикла.

Плотные однородные аморфные диэлектрические слои нитрида алюминия с минимальным рельефом поверхности, характеризующиеся оптической шириной запрещенной зоны порядка 6,1 эВ, относительной диэлектрической проницаемостью – 8,5 и
высокой оптической прозрачностью в широком диапазоне спектра от ближнего УФ до среднего ИК, были получены методом реактивного высокочастотного (ВЧ) магнетронного распыления алюминиевой мишени в атмосфере газовой смеси Ar–N2 (соотношение 15:1) при относительно высоком давлении в камере на уровне 2,7 Па, мощно-
сти ВЧ-разряда 100 Вт и комнатной температуре подложки. Показана возможность низкотемпературного получения на основе данных слоев интегральных конденсаторных структур, в том числе прозрачных планарных емкостных структур для различных оптоэлектронных приложений.

Приведены экспериментальные результаты измерения параметров пленок оксида алюминия, осажденных электронно-лучевым испарением алюминия в кислороде при разных температурах подложки. Показано, что характер влияния температуры определяется соотношением давления кислорода и скорости осаждения пленки.

Разработан новый прекурсор селена, полученный при растворении элементарного се-лена в децене-1 при повышенном давлении. Были найдены оптимальные условия для получения реагента с наибольшей реакционной способностью при синтезе наночастиц. Для полученного реагента проведено исследование состава с помощью ЯМР. Исследован синтез коллоидных квантовых точек HgSe с использованием разработанного прекурсора. Полученные ККТ HgSe обладают сильным поглощением в среднем ИК-диапазоне, связанным с внутризонным переходом. Продемонстрирована возможность создания фоточувствительных структур на основе полученного материала.

Описан метод определения плотности энергии (мощности) импульсного лазерного из-лучения при введении эталонного материала в оптическую плоскость обработки, что позволяет исключить влияние физико-химических свойств исследуемых материалов. Параметры сфокусированного лазерного пучка определялись при измерении энергии, поглощенной эталоном, и площади пятна облучения, оставшегося на нем после взаимодействия с лазерным пучком. В случае разрушения исследуемого образца остается возможность определения плотности энергии (мощности) воздействующего лазерного излучения. Данный метод может быть применен в области исследования взаимодействия лазерного излучения с веществом, в частности, определения оптической стойкости (прочности) материалов

Представлено исследование коэффициента лобового сопротивления сферической ча-стицы Al2O3 в потоке термической плазмы. Разработана нестационарная модель взаимодействия мелкодисперсной частицы в прямоугольном канале с ламинарным сжимаемым неизотермическим потоком. Выполнен анализ влияния граничных условий на результаты моделирования. На основании результатов параметрического ис-следования определены функциональные зависимости коэффициента лобового сопротивления и числа Нуссельта, необходимые для моделирования технологии плазменного нанесения покрытий

Исследовано при атмосферном давлении в воздухе влияние частоты следования и формы высоковольтных импульсов на производительность по озону плоскопараллельной ячейки диэлектрического барьерного разряда (ДБР). Для различных частот проанализированы вольтамперные характеристики, а также зависимости концентрации синтезированного озона от действующего значения напряжения. Кроме того, производительность по озону в значительной мере зависит от длительности и амплитуды периодических импульсов высоковольтного напряжения на электродах. Так, при коротких последовательностях высоковольтных импульсов (в эксперименте 20 кВ пиковое значение) с длительностью 70 нс, следующих с частотой 400 Гц, производительность по озону такая же, как и при использовании переменного напряжения
с действующим значением 5,3 кВ и периодом 1/400 c. В первом случае активная потребляемая разрядной ячейкой мощность существенно меньше, чем во втором случае.

Выполнено экспериментальное исследование параметров сеточного ВЧ источника ионов с металлической газоразрядной камерой диаметром 10 см и внутренней антенной. Продемонстрирована стабильность работы указанного источника в случае, когда в цепь ВЧ-антенны последовательно включены 2 ёмкости, размыкающие эту цепь по постоянному току. Показано, что в зависимости извлечённого ионного тока от индукции внешнего продольного магнитного поля наблюдается максимум при значении 16 Гс. Извлечённый ионный ток у исследованного источника приблизительно в 2 раза меньше, чем у аналогичного источника с кварцевой ГРК такого же диаметра
и внешней ВЧ-антенной.

Проведены исследования воздействия положительного и отрицательного коронного разряда на зараженность семян озимой пшеницы и озимого ячменя болезнетворными грибами. Обработка семян этих культур холодной плазмой коронного разряда способ-
ствует снижению их обсемененности спорами грибов, вызывающих заболевания растений. По мере увеличения продолжительности воздействия эффективность применения холодной плазмы повышается. При экспозиции 60 минут отрицательная
корона снизила количество спор грибов на одно зерно ячменя на 45 %. Положительная корона не оказала значимого влияния на зараженность семян озимого ячменя. На обсемененность семян озимой пшеницы спорами болезнетворных грибов отрицательная
и положительная короны оказали практически одинаковое воздействие

Проведен анализ с использованием метода хроматографии состава газа в холодной плазменной струе, представляющей собой потоковое послесвечение тлеющего
СВЧ-разряда атмосферного давления. Плазменная струя формировалась при взаимодействии плазмы разряда с атмосферным воздухом за выходным отверстием 6-ти электродной плазменной горелки, электрическая мощность к которой подводится от волноводного СВЧ (2,45 ГГц)-плазмотрона. Анализ газовых проб струи показал, что при протекании плазмообразующего аргона через СВЧ-разряд за областью разряда происходит образование водорода и метана, а концентрация оксида углерода увеличи-вается в 5–6 раз. Исследование активных форм кислорода в холодной плазменной струе проводилось с помощью жидкостной хроматографии водного раствора изопропилового спирта после обработки его плазменной струей. Получено, что в результате плазменной обработки происходило частичное окисление изопропилового спирта до ацетона, что позволяет рассматривать его в качестве индикатора активных форм кислорода (гидроксильных радикалов, атомарного кислорода и озона) в холодной плазменной струе.