Статья: Развитие модели расчета теплопритоков для применения в разработке конструкции вакуумного криостатируемого корпуса фотоприемных устройств (2025)

Проведено экспериментальное и теоретическое исследование динамики переключения кремниевой пластины из низкотемпературного в высокотемпературное состояние в термическом реакторе установки термоградиентной обработки пластин в отсутствие термодинамического равновесия. При моделировании процесса переключения кремниевой пластины учтена зависимость температуры поглощения излучения от температуры нагревателя. Выполнено сравнение экспериментальных данных и результатов численного моделирования. Показано, что при значениях переключающего сигнала на ламповом блоке реактора, превышающем критическое значение, наблюдается существенное замедление динамики переключения системы между устойчивыми состояниями вблизи точки бифуркации, заметно увеличивающее время переключения пластины

Представлены экспериментальные исследования лазерной генерации широкополоскового (100 мкм) полупроводникового лазера во внешнем резонаторе на основе планарной волноводной структуры с брэгговской решёткой. Планарная волноводная структура была выполнена на Si-подложках с GeO2: SiO2-волноводным слоем контрастностью 2,4 %. Пленка волноводного слоя была получена распылением германосиликатных стекол GeO(0.5): SiO2(0.5) и GeO(0.5): SiO(0.5) ионами аргона на холодные подложки Si(100) и плавленого кварца в вакууме. Найдены режимы работы ионного источника необходимые для формирования нанокристаллов германия в пленках GeO: SiO и GeO: SiO2. Пленки подвергались отжигу при температуре до 900 С. Наличие и фазовый состав нанокластеров германия в пленках удовлетворяли необходимым условиям лазерной генерации и распределение излучения в дальней зоне в зависимости от относительного положения плоскостей волновода ЛД и волновода внешней планарной структуры. Показано, что в лазерной генерации преобладает поперечная мода высокого порядка, при этом наблюдается существенное уменьшение спектральной ширины излучения и стабилизация спектра во всём диапазоне рабочих токов. В полученных образцах продемонстрирована лазерная генерация на безизлучательной и на истекающих волноводных модах во внешних планарных структурах.

Исследована возможность применения спектрометрии на основе электронного пара-магнитного резонанса (ЭПР) для идентификации факта радиационной обработки семян на примере яровой пшеницы. Радиационная обработка семян проводилось с использованием гамма-установки «ГУР-120» при дозах от 100 до 1000 Гр. После облучения семена хранились в контролируемых условиях и анализировались методом ЭПР-спектрометрии. Исследованы изменения интенсивности ЭПР-сигнала в зависимости от дозы облучения, а также кинетика затухания сигнала с течением времени. Результаты показали, что интенсивность ЭПР-сигнала возрастает с увеличением дозы облучения, что свидетельствует об увеличении концентрации парамагнитных центров. Кинетика затухания сигнала продемонстрировала значительное снижение интенсивности в первые 14 дней после облучения, с последующим более медленным затуханием в течение нескольких месяцев. Количественный анализ подтвердил корреляцию между дозой облучения и концентрацией парамагнитных центров. Полученные результаты показали, что ЭПР-спектрометрия является чувствительным методом для идентификации факта радиационной обработки семян пшеницы.

Исследованы особенности образования плазмы на поверхности бескислородной меди при облучении двойными бихроматическими (355 нм и 532 нм) лазерными импульсами длительностью 18 нс и 15 нс, соответственно, с различным временным интервалом между ними и порядком следования импульсов. Проведены эксперименты с нарастающим количеством двойных бихроматических импульсов и разным порядком их следования при плотностях энергии в каждом около 200 Дж/см2. Установлена повышенная глубина кратеров при порядке следования лазерных импульсов 532 нм + 355 нм) по сравнению с обратным порядком следования импульсов с длинами волн 355 нм + + 532 нм. Результаты работы могут быть использованы при выборе оптимального режима обработки материалов двойными бихроматическими импульсами, а также при дальнейшем изучении особенностей формирования лазерной плазмы.

Изучены электрофизические свойства структур (Pd-SiO2)/InP в вакууме и в атмосфере водорода (100 % об.). Указанные структуры содержали наночастицы Pd в составе кремнеземных пленок SiO2, синтезированных золь-гель методом на подложке n-InP. Показано, что в атмосфере водорода происходит уменьшение напряжения отсечки на величину 0,03 В по сравнению с напряжением отсечки структуры в вакууме, что связано с уменьшением работы выхода палладия в атмосфере водорода. При этом со-противление потенциального барьера при U = 10 мВ в среде водорода уменьшается на порядок в интервале температур (80–300) К. Установлено, что в атмосфере водорода температурный диапазон туннельного механизма проводимости увеличивается от 80 до 200 К по сравнению с диапазоном туннельного механизма в вакууме (80–150) К.

Моно- и поликристаллические пленки Ge и GeSn, in situ легированные атомами Ga, которые испарялись из источника Ge: Ga, выращивали методом HW CVD на подложках Si(100) и SiO2/Si(100). Методами рентгеновской дифракции, а также методами холловских измерений и CV-профилометрии исследованы их структурные и электрические свойства. При соиспарении легирующей примеси (Ga) из сублимирующего источника Ge: Ga в газофазном осаждении Ge с разложением GeH4 на «горячей нити», внедрение атомов Ga в растущую пленку контролировали путем изменения температуры подложки от 300 до 500 С или соотношения потоков Ga и Ge. Для повышения потока атомов Ga из источника Ge: Ga в нем формировали зону расплава, что позволило увеличить концентрацию дырок в поликристаллических пленках GeSn: Ga до 5,41019 см-3.

В условиях тропического климата проведены испытания образцов из нержавеющей стали марки 12Х18Н10Т на различных испытательных площадках на предмет их биообрастания. Изготовленные образцы не подвергались какой-либо дополнительной обработке. После экспонирования в течение 18 месяцев на открытых площадках вблизи городов Хошимин, Ханой, Няганга во Вьетнаме значительные очаги коррозии и биообрастания были обнаружены на образцах, размещенных на открытых травяных площадках, и незначительные воздействия на образцах, размещенных на закрытых микологических площадках

Проведен анализ поля яркости панорамных изображений дислокационной структуры монокристаллов GaAs (100), выращенных методом Чохральского. Алгоритм порога бинаризации был выбран на основе учета закономерностей формирования поля яркости. Отличия в виде распределения значений интенсивности яркости пикселов (в 256 оттенках серого) были оценены по величинам коэффициентов асимметрии и эксцесса Показано, что при сшивке отдельных кадров может сформироваться характерный «темный каркас» (сетка) в местах наложения отдельных кадров. Установлено, что при асимметричном характере распределения экспериментальных выборок результатов измерений элементов структуры оценки их различий или сходства по критерию Стьюдента и Смирнова могут не совпадать.

Выполнен анализ кинетических характеристик электронов и ионов при их дрейфе в инертных газах в условиях экспериментов с пылевой плазмой в разряде постоянного тока в трубке диаметром 2 см, давлении газа 0,33 Торр и токе 1,5 мА. Методом динамики многих частиц с розыгрышем столкновений по процедуре Монте Карло вычислены скорость дрейфа электронов, энергетический коэффициент Таунсенда, средняя энергия, коэффициент ионизации и доля энерговклада на возбуждение и ионизацию газа для случаев однородного и стратифицированного разрядов. Получены оценки потенциала стенки и плотности плазмы, проведено сравнение с экспериментом. Рассчитаны характеристики ионной компоненты, сделаны оценки влияния распыления никелевого катода на временные характеристики разряда.

Экспериментально исследован газовый разряд с жидким электролитным катодом в следующих диапазонах параметров: ток 80–170 мА, температура электролита 5–70 С, межэлектродное расстояние 2–8 мм. В качестве катода был использован водный раствор хлорида натрия с молярной концентрацией 0,1 моль/л. Образование пульсаций тока рассмотрены в предположении капельного переноса вещества из водного раствора в плазму разряда.

Рассмотрен новый тип плазменной ловушки с электростатическим способом удержания положительно заряженных ионов внутри облака отрицательно заряженных микрочастиц в плазме положительного столба тлеющего разряда (комплексной плазме). Такая ловушка может представлять интерес для плазменных технологий при низких и криогенных температурах, так как характеризуется высокой концентрацией удерживаемых ионов и выделяет меньше тепла, чем плазма без микрочастиц. На основе данных эксперимента проведён расчёт параметров комплексной плазмы с использованием жидкостной модели и выполнена оценка эффективности накопления ионов в плазменной ловушке. Получено, что интенсивность накопления ионов в облаке микрочастиц может превышать или быть ниже интенсивности их образования в плазме свободного от микрочастиц разряда. В первом случае комплексная плазма находится в режиме эффективного удержания ионов, где ловушка является концентратором ионов, а во втором – в режиме неэффективного. Основываясь на значениях коэффициента относительного перегрева, показано, что комплексная плазма электрического разряда представляет собой более эффективный инструмент для создания необходимой концентраций холодных ионов, чем плазма без микрочастиц.

Экспериментальное определение напряженности импульсного электрического поля в жидком диэлектрике может быть затруднительно, когда требуется минимизировать вносимое измерением возмущение. Оптический метод, основанный на эффекте Керра, применим при достаточно высоких напряженностях. В качестве альтернативного решения могут выступать введенные микрокапли воды, дробление которых в электрическом поле определяется его амплитудой и наступает при электрическом капиллярном числе CaE  0,2. Проведены экспериментальное и расчетно-теоретическое исследования для капель одного размера, которые показали потенциальную применимость данного способа. Обсуждается влияние глубины резкости оптической си-стемы и начального заряда капель на точность измерений.

Предложена модель, позволяющая рассчитать параметры перовскитного солнечного элемента структуры ZnO/CH3NH3PbI3/NiO с контактными слоями ITO и Ag. Построена зонная диаграмма предложенной структуры и проведен расчет ее фото-электрических параметров энергетической эффективности. Согласно расчетам квантовая эффективность поглощающего слоя перовскита в изученной части спектра солнечного излучения в среднем составляет около 90 %. Показано, что в интервале длин волн регистрируемого излучения от 0,38 мкм до 0,76 мкм значение коэффициента поглощения в перовските более чем в 2 раза превосходит поглощение в пленках ITO и ZnO. По-строены профили распределения скоростей генерации и рекомбинации электронно-дырочных пар в функциональных слоях структуры, из которых видно, что скорость генерации носителей достигает значения  1022 см–3c–1, что на несколько порядков величины превосходит скорости захвата электронов и дырок.

Представлены результаты технической реализации метода экспресс-контроля интегрального коэффициента пропускания оптических элементов по образцу-спутнику с помощью матричного фотоприемного устройства. Измерение коэффициента пропускания основано на измерении дифференциального потока излучения. Небольшие мо-дификации метода позволяют использовать его для измерения интегрального коэффициента внутреннего пропускания (или поглощения) материала и измерения интегрального коэффициента пропускания объектива.

Предложена новая методика расчетов спектральных мощностей излучения субволновых частиц, в которой расчеты выполняются с использованием зависимости добротности электрически малых радиоантенн (ESA) от их относительных (по отношению к длине излучаемой волны) размеров. Получена формула для расчета спектральной плотности излучения абсолютно чёрных (серых) тел и субволновых частиц, а также соотношение для расчетов мощности, излучаемой в одной пространственно-спектральной моде чёрных (серых) тел и субволновых частиц. Приведены новые варианты представления спектральных зависимостей по формулам Планка и Стефана-Больцмана.