Статья: Об оценке параметров плазменных потоков в технологических импульсных ускорителях для модификации поверхностей конструкционных материалов (2016)

В работе представлены результаты исследования электрохромного эффекта в тонких пленках ксерогеля гидратированного пентаоксида ванадия состава V2O5·nH2O (n = 1,6—1,8), полученных золь-гель методом. Предлагаются модельные представления о механизме реализации данного эффекта, основанные на гипотезе о частичном преобразовании слоев оксидной фазы во фрагменты высших поливанадиевых кислот. Приведены данные инфракрасной спектроскопии для исходных и окрашенных пленок. Представлены результаты квантово-механического расчета прочности связей в цепочках ванадий-кислородных октаэдров.

Экспериментально изучена поверхностная термоЭДС в резистивных толстых Ag─Pd-пленках при облучении их поверхности пучком лазерного излучения. Показано, что участок облучаемой лазером поверхности Ag─Pd-пленки приобретает отрицательный заряд, что обусловлено разделением зарядов вследствие эффекта увлечения зарядов тепловыми фононами и их диффузии в область с меньшей температурой. Установлено, что амплитуда и частота сигналов ЭДС зависят соответственно от мощности и частоты импульсов лазерного излучения. Предложена конструкция чувствительного элемента приемника для регистрации параметров лазерного излучения.

Выполнен расчет характеристик МДП-варикапа с переносом заряда в ВЧ- и СВЧ-диапазоне. Показано, что предельная частота прибора не менее чем в два раза выше предельной частоты обычного варикапа на основе системы МДП. Разработана конструкция МДП-варикапа с узлом стока неосновных носителей заряда для СВЧ-фазовращателей. Изготовлены экспериментальные образцы прибора на основе структур монокристаллического кремния толщиной 10 мкм с тонким эпитаксиальным слоем. Предложена методика измерения параметров эквивалентной схемы прибора в СВЧ-диапазоне. Экспериментальные характеристики прибора соответствуют результатам расчета. Проведенные расчеты и полученные характеристики образцов ВПЗ позволяют сделать вывод о перспективности использования прибора для реализации каскадной схемы плавных фазовращателей.

Данная работа является развитием исследований по обнаружению взрывчатых веществ при помощи резонансного поглощения гамма-квантов на ядрах азота. Представлены конструкции, результаты расчётов и испытаний новых мишеней для генерации резонансных гаммаквантов в реакции 13С(p,)14N: тонкой мишени, предназначенной для генерации монохроматического излучения с энергией 9,17 МэВ, и толстой подвижной мишени, охлаждаемой излучением и предназначенной для работы с мощным пучком протонов.

Предложено акустооптическое (АО) устройство, позволяющее преобразовывать частоту сдвига между оптическими лучами в амплитудную модуляцию на частоте, равной nf, где f — частота звуковой волны, n — целое число. Работоспособность устройства подтверждена на примере АО-модулятора из кристалла парателлурита, с помощью которого оптическое излучение с длиной волны 0,63 мкм промодулировано по амплитуде на учетверенной звуковой частоте, равной ~180 МГц.

Исследованы фотоэлектрические характеристики матричного фотоприемного устройства формата 320256 элементов с шагом 30 мкм с фоточувствительным элементом, изготовленным в эпитаксиальном слое антимонида индия на высоколегированной подложке. Среднее значение эквивалентной шуму разности температур при относительном отверстии диафрагмы 1:0,94 и времени накопления 1,46 мс составило 10,5 мК, количество дефектных элементов — 0,12 %, время корректируемости — более трех часов. Проведено сравнение данного МФПУ с аналогичными серийными МФПУ на основе объемного антимонида индия.

Проведен сравнительный анализ способов измерения параметров ФПУ на длину волны 10,6 мкм в режиме оптического гетеродинирования. Показано, что большими преимуществами обладает модуляционный метод, позволяющий измерять характеристики ФПУ в широком диапазоне частот при значительном упрощении техники измерений. Разработана установка для измерения быстродействующих ФПУ на основе КРТ на длину волны 10,6 мкм в гетеродинном режиме модуляционным методом.

Исследовано время автономной работы tав глубокоохлаждаемых дроссельной системой Джоуля–Томсона фоторезисторов и фотодиодов из антимонида индия и фоторезисторов из гетероэпитаксиальных структур CdхHg1-хTe (х ~ 0,3). Наибольшее время автономной работы (tав ≥ 28 с) получено для фоторезисторов из CdхHg1-хTe (х ~ 0,3). Показано, что время tав фоторезисторов и фотодиодов связано с температурой перехода полупроводниковых материалов из примесной области проводимости в собственную область. Обсуждаются возможности повышения времени tав фотоприемников за счет оптимизации требований к характеристикам InSb и CdхHg1-хTe.

С использованием форвакуумного плазменного источника электронов осуществлен процесс электронно-лучевого испарения алюмооксидной керамики в диапазоне давлений 5—15 Па. При плотности мощности электронного пучка 103 Вт/см2 скорость испарения керамики составляла 4 г/ч. Полученные результаты открывают возможность эффективного нанесения керамических покрытий на основе электронно-пучковых методов.

В данной работе впервые представлены результаты магнетронного распыления неохлаждаемой керамической мишени ZnO в атмосфере кислорода. При высоких плотностях разрядного тока (j > 60 мА/см2) мишень разогревается до температуры более 1000 оС. Приведены характерные изображения рельефа поверхности мишени, полученные с помощью растровой электронной микроскопии. В зоне эрозии мишени формируется характерная морфология, а в областях, примыкающих к ней (край и центр мишени) наблюдается формирование рельефа в виде специфических кристаллических структур, форма и размеры которых зависят от давления рабочего газа в системе и температуры мишени. Предполагается, что к процессам каскадного распыления, характерным для распыления охлаждаемых мишеней, при распылении «горячих» мишеней добавляются радиационно-ускоренные процессы диффузии и испарения.

В работе представлены экспериментальные результаты исследования радиального распределения тока наносекундного барьерного разряда в плоских миллиметровых воздушных промежутках при атмосферном давлении и относительной влажности 40—60 % при скорости нарастания напряжения на электродах 250 В/нс. Установлено, что при высоте разрядного промежутка больше 3 мм наблюдается возрастание временной задержки между возникновением разрядных токов от центра к периферии воздушного промежутка, что коррелирует с появлением контрагированных каналов на фоне объемной плазмы барьерного разряда. На основании критерия лавинно-стримерного перехода установлено, что развитие наносекундного барьерного разряда в воздушных промежутках 1÷3 мм происходит по стримерному механизму.

В работе представлены экспериментальные результаты, свидетельствующие о возможности реализации авторезонансного ускорения электронов плазмы в реверсном магнитном поле в протяженной ловушке пробочного типа. Показано, что в результате гиромагнитного авторезонанса образуется электронный сгусток с энергией несколько сотен кэВ, удерживаемый длительное время в пробкотроне. Методом частиц в ячейке проведено численное моделирование реверсного режима гиромагнитного авторезонанса. Полученные на численной модели результаты полностью согласуются с экспериментальными данными.

На основе двумерной самосогласованной модели исследована роль электронного удара в диссоциации н-гептана в СВЧ-разряде в жидком н-гептане при атмосферном давлении. Модель включала в себя систему уравнений Навье-Стокса для двухфазного дозвукого потока несжимаемой жидкости и сжимаемого газа, уравнение теплопроводности, уравнения Максвелла для СВЧ-поля, уравнение Больцмана для электронов плазмы и уравнения баланса для концентрации электронов и весовой доли н-гептана в паровой и жидкой фазах. Показано, что роль электронного удара мала на временах, больших 10-3 с.

Рассчитаны и проанализированы характеристики дрейфа электрона в аргоне с парами ртути при напряженности электрического поля E/N = 1—100 Тд с учетом неупругих столкновений. Показано, что даже незначительные добавки атомов ртути в аргон, начиная с долей процента, сильно влияют на разряд, в особенности, на характеристики неупругих процессов. Исследовано влияние процентного содержания атомов ртути в аргоне на кинетические характеристики: коэффициенты диффузии и подвижности, частоту ионизации и т. п.