Статья: Применение фотоэлектронного умножителя с микроканальными пластинами в качестве датчика сцинтилляционного спектрометра (2025)

Представлены результаты экспериментальных исследований электрических и спектрально-энергетических характеристик импульсных газоразрядных источников УФ-излучения с плазменными каналами диаметрами 3, 5, 7 мм. Предложена оригинальная методика изучения влияния плотности тока на яркостную температуру при фиксированном разрядном токе. Показана перспективность использования капиллярного плазменного канала для получения максимальной эффективности излучения в спектральном диапазоне 200–300 нм с удельным энерговкладом разряда в 2,8–16,5 Дж/м3. Предложенная конструкция лампы и схема электрического питания позволили достичь яркостной температуры 16,6 кК в спектральном диапазоне 200–300 нм и довести КПД УФ-излучения в диапазоне 200–300 нм до 33 % от всей излученной плазменным каналом энергии.

Экспериментально исследовано влияние эффектов поглощенной дозы и мощности дозы ионизирующего излучения на работу разработанного сдвоенного микромощного компаратора напряжения ИС-К2 и его зарубежного аналога LM393. Ионизирующее излучение создавалось с помощью рентгеновского комплекса РИК-0401 (анодное напряжение – 70 кВ, анодный ток – 200 мкА) и лазерного комплекса РАДОН-23 (длина волны – 1064 нм, максимальная энергия импульса излучения – 120 мДж, длительность импульса – 10 нс). Установлено, что по исследованным параметрам (ток потребления, выходное напряжение смещения и т. д.) разработанный компаратор ИС-К2 демонстрирует радиационную стойкость к эффектам поглощенной дозы и мощности дозы в исследованном диапазоне излучения. Установлено, что в исследуемом интервале плотностей энергий тиристорный эффект для ИС-К2 и LM393 не возникает.

Проведено сравнительное исследование влияния материалов мембраны – монокристаллического кремния и оксида алюминия на температурный дрейф частот композитных резонаторов. На основе упрощенной трехмерной модели, состоящей из участка мембраны и резонатора, проведен численный расчет тепловых деформаций модели. Показан характер тепловых деформаций резонатора на мембранах из кремния и керамики. По результатам исследования была изготовлена керамическая мембрана методом лазерного травления. С помощью численного моделирования показано, что использование керамической мембраны позволяет существенно снизить термические напряжения за счёт согласования коэффициентов теплового расширения мембраны и резонатора. По результатам испытания метода лазерного травления для формирования керамических мембран установлено, что при превышении глубины травления керамической подложки более 150 мкм наблюдается выраженная деформация поверхности и рост шероховатости, что негативно сказывается на чувствительности и стабильности датчиков.

Представлен метод бесконтактного определения концентрации носителей заряда в сильнолегированных подложках n+-InSb на основе анализа спектров пропускания в среднем инфракрасном диапазоне (3–5 мкм) при температуре 77 К. Разработана физическая модель комплексной диэлектрической функции, учитывающая эффект Бурштейна–Мосса, поглощение на свободных носителях, хвост Урбаха и плазмонфононные эффекты, что позволяет корректно описать оптические свойства материала в условиях сильного вырождения. Решена обратная задача: путём сопоставления рассчитанных и экспериментальных спектров пропускания восстановлены значения концентрации носителей для двух образцов. Полученные результаты согласуются с данными электрофизических измерений по методу Ван-дер-Пау (расхождение не более 2 %), что подтверждает достоверность предложенного подхода. Метод перспективен для неразрушающего контроля концентрации носителей заряда в подложках n+-InSb в производственных условиях.

Представлен обзор основных полупроводниковых материалов фотоэлектроники в инфракрасных диапазонах спектра: 1–3; 3–5 и 8–12 мкм, обеспечивающих предельные параметры фотоприемных устройств. Показаны направления развития и совершенствования новых материалов в Российской Федерации.