Статья: Анализ барьерных структур типа nBn для фотодиодных приёмников ИК-излучения (2016)

Проведено компьютерное моделирование цилиндрического зеркального энергоанализатора, внешний электрод которого разрезан на несколько электрически изолированных частей, потенциалы на которых могут регулироваться независимо друг от друга. Показано, что в традиционном режиме работы цилиндрического зеркала (запуск заряженных частиц через внутренний цилиндр) модифицированная конструкция в режиме фокусировки второго порядка позволяет в пять раз уменьшить доминирующий коэффициент сферической аберрации третьего порядка, что приводит к существенному повышению разрешающей способности и светосилы анализатора. С целью повышения линейной дисперсии анализатора при запуске заряженных частиц через торцевую диафрагму, перпендикулярную оси анализатора, предложено использовать модифицированную конструкцию в двухкаскадном режиме работы с регистрацией заряженных частиц при их вторичном пересечении оси. Независимая регулировка потенциалов на разрезанном внешнем цилиндре позволяет реализовать фокусировку второго порядка в обоих каскадах и повысить линейную дисперсию анализатора в четыре раза по сравнению с однокаскадным режимом.

Комплексными методами физико-химического анализа был изучен характер взаимодействия и природа дефектности в системе SnSe-Er2Se3. Исследованы температурные и концентрационные зависимости электрических (электропроводность , коэффициент Холла R), термоэлектрических (термоэдс S) и тепловых (теплопроводность tot) характеристик твердых растворов (SnSe)1-x(Er2Se3)x (x = 0,0; 0,0005; 0,0025; 0,005; 0,0075; 0,01) в интервале температур 300—950 K. По результатам  и S рассчитаны термоэлектрическая мощность S2, добротность Z и эффективность  для данных твердых растворов. Установлено, что при концентрации носителей тока n  2,81×1018 см-3 при комнатной температуре S2 и Z имеют максимальные значения.

Изготовлены макеты контактной системы БИС считывания формата 320256 с шагом 30 мкм на кремниевой пластине. Выполнено напыление слоев хрома, никеля и индия с последующим ионным травлением этих слоев через маску фоторезиста для формирования микроконтактов. Приведены результаты измерения сопротивлений соответствующих индиевых микроконтактов при комнатной температуре и при температуре жидкого азота.

Проведена оценка влияния непрямых Г-L и Г-Х переходов в зоне Бриллюэна на оптические и электрофизические характеристики гетероэпитаксиальных слоев соединений А3В5 на примере тройных (InGaAs) и четверных (InGaAsP) соединений. Установлено, что с учетом непрямых переходов показатель преломления полупроводниковых соединений уменьшается на величину до 15 % в узком диапазоне длин волн 0,4—0,6 мкм.

В работе представлены результаты разработки и реализации нового конструктивного варианта пикселя микроболометра, основным отличием от аналогичных известных конструкций которого является использование тонких пленок тантала в качестве поглощающего материала. Использование предлагаемых материалов и толщин слоев, составляющих пиксель, позволяет увеличить и достичь 98 % поглощения ИК-излучения при неоднородности 2,5 % в спектральном диапазоне 8—14 мкм, а также уравнять коэффициенты и достичь равномерности поглощения в спектральном диапазоне 3—5 мкм и 8—14 мкм, повысить быстродействие и чувствительность. Снижение толщины слоев приводит к увеличению температуры пикселя в 3 раза с соответственным увеличением чувствительности болометра, но при сохранении его динамических характеристик.

В ходе исследования были сняты спектральные характеристики всех элементов матричного фотоприёмного устройства (МФПУ). Были обнаружены различия в принимаемых спектрах соседних элементов. Найдены закономерности в изменении правой границы спектральной чувствительности. Исследование позволит увеличить точность у разрабатываемых и изготавливаемых МФПУ.

Экспериментально исследовано влияние наличия приповерхностных варизонных слоев с повышенным содержанием CdTe на адмиттанс МДП-структур на основе МЛЭ n-Hg1-xCdxTe (x = 0,22—0,23) с Al2O3 в качестве диэлектрического покрытия. Показано, что для структур с варизонным слоем характерна бóльшая глубина и ширина провала емкости на низкочастотной вольт-фарадной характеристике, а также бóльшие значения дифференциального сопротивления области пространственного заряда, чем для структур без варизонного слоя. Установлено, что основные особенности гистерезиса емкостных зависимостей, характерные для варизонных структур с SiO2/Si3N4, наблюдаются и для МДП-структур с Al2O3. Причины увеличения гистерезиса ВФХ при создании варизонного слоя в структурах с SiO2/Si3N4 или с Al2O3 остаются дискуссионными, хотя можно предположить, что определенную роль в формировании гистерезиса играет кислород.

Показана возможность получения ионов бора в плазме, создаваемой электронным пучком форвакуумного плазменного источника. Генерация ионов бора осуществлялась в результате электронно-лучевого испарении бора с последующей ионизацией атомов бора этим же пучком ускоренных электронов. Приведены результаты измерения состава пучковой плазмы, полученные с применением модифицированного квадрупольного масс-спектрометра RGA–100. Масс-спектры ионов плазмы при испарении бора демонстрируют появление однозарядных ионов бора, доля которых росла с увеличением плотности мощности пучка. Элементный состав покрытия, осажденного на титановую подложку, показывает присутствие доли атомов бора порядка 30—35 % ат. Постоянство элементного состава покрытия по его толщине свидетельствует о стабильности и равномерности процесса его нанесения. Фотография поверхности титанового образца с осажденным покрытием демонстрирует наличие гладкого сплошного поликристаллического слоя с плоской поверхностью. Результаты свидетельствует об успешном применении форвакуумного электронного источника для испарения бора и осаждения однородного борсодержащего покрытия.

Проведены экспериментальные исследования диффузных разрядов в газах повышенного давления при неоднородном распределении электрического поля в промежутке. Показано, что при положительной полярности электрода с малым радиусом кривизны в азоте и воздухе генерируется характеристическое излучение (K-линия азота). Тормозное рентгеновское излучение из анода зарегистрировано в воздухе атмосферного давления при амплитуде падающей волны импульса напряжения 12 кВ.

Представлены экспериментальные данные о параметрах плазмы и о составе газообразных продуктов при обработке ткани из полиэтилентерефталата в плазме пониженного давления (50—300 Па) в аргоне. Анализ газовой фазы проводили методами эмиссионной спектроскопии и масс-спектрометрии. При различной площади обрабатываемого материала измерена напряженность электрического поля и температура газа на оси разряда, мольные доли продуктов деструкции полимера. Рассчитана функция распределения электронов по энергиям. Показано, что с увеличением площади обрабатываемого материала в реакторе изменяется приведенная напряженность электрического поля, температура газа, средняя энергия электронов и коэффициенты скоростей процессов с участием электронов. Спектры излучения плазмы показали, что диссоциация продуктов деструкции полимера приводит к изменению состава активных частиц плазмы: а именно, к образованию атомов О, Н и радикалов ОН.

Рассмотрена зависимость характеристик емкостного ВЧ-разряда в геометрии источника плазмы с замкнутым дрейфом электронов от способности внешней электрической цепи пропускать постоянный ток. Приведены энергетические распределения получаемых посредством подобного разряда ионных потоков для случаев замкнутых и разомкнутых по постоянному току электрических цепей, к которым подключён разряд.

Реализована численная модель расчета параметров высокочастотного индукционного (ВЧИ) плазмотрона с газовым охлаждением. Численное моделирование выполнено в пакете прикладных программ ANSYS CFX (14.5) для одного из конкретных конструктивных вариантов технологического ВЧИ-плазмотрона с трехвитковым индуктором и с амплитудой тока из диапазона JK = 50—170 A (с частотой 3 МГц). В качестве плазмообразующего газа рассмотрен аргон. Выявлена особенность распределения поля скорости в канале плазмотрона, а именно, образование тороидального вихревого течения с центром приблизительно в сечении первого витка индуктора. Установлено, что возникновение вихревого течения имеет место при превышении тока разряда некоторого критического значения. Основной причиной формирования вихря является действие радиальной компоненты электромагнитной силы, обуславливающей образование области повышенного давления на оси плазмотрона в срединной зоне индуктора. Определено влияние тока разряда, скорости (расхода) транспортирующего газа через осевой канал и его длины на интенсивность вихревой трубки.

Путем уточнения ранее предложенной математической модели стационарного открытого разряда проведено исследование пространственного распределения потенциала электрического поля. Показано, что в большей части катодного слоя потенциал описывается степенной зависимостью с показателем степени 5/3, что отличается от квадратичной зависимости, использованной ранее в различных работах, включая модель открытого разряда. Однако численная погрешность квадратичной зависимости не превышает 20 %.

В работе исследуется диффузионный режим привязки электрической дуги постоянного тока в среде аргона атмосферного давления к катоду из чистого вольфрама в виде конуса с углом при вершине 60°. Проведено сравнение результатов эксперимента с данными других исследований по дуговым разрядам, где в качестве катодов применялся лантанированный (W-2% La2O3) или торированный (W-2% ThO2) вольфрам. В результате экспериментальных исследований при силе тока 200 А получены следующие значения максимальной температуры на оси разряда, концентрации электронов и максимальной температуры поверхности катода: Te = 2,6 эВ, ne = 1,5×1017 см-3, 3800 К соответственно. Результаты сравнения параметров плазмы вблизи острия катода и температуры поверхности электрода в месте привязки дуги могут быть использованы при разработке оборудования и технологий с применением электродуговых разрядов.

В работе исследованы в окрестности зоны электрического пробоя текстолита в ячейке диэлектрического барьерного разряда микроструктура и элементный состав нанесённых на поверхность текстолита плёнок на основе кремнийорганических лаков и эмалей. Цель и актуальность исследования связаны с необходимостью разработки новых диэлектрических материалов, способных противостоять в разрядной ячейке диэлектрического барьерного разряда в воздухе при атмосферном давлении разрушительному воздействию электрического поля, микроразрядов, а также озона, являющегося очень активным веществом.

Обсуждается вклад каждого параметра в комплексное изменение фазы и интенсивность излучения ускоренного резонатора с неподвижным содержимым. Получено условие синхронизма для интерферирующих рукавов излучения неравномерно движущегося источника. Получено, что при интерференции двух полей с комплексными фазами интерференционный член может превышать интенсивность исходного луча в восемь раз. Представлена связь между введённым в наших работах вектором излучения и волновым вектором. Показано, что вектор излучения, определяющий собственные значения пространственной задачи, кратен волновому вектору при наличии граничных условий вдоль лишь одной координаты, когда боковые граничные условия не определены (например, в двухзеркальном резонаторе с плоским волновым фронтом).

Проведено исследование адаптивного фазоконтрастного метода с нелинейными фильтрами Цернике. Использовались линейные и фототермические фильтры. В качестве фототермических фильтров Цернике использовались частично поглощающие излучение жидкостные и полимерные среды. Экспериментально продемонстрирована эффективная визуализация и инвертирование изображения мелкомасштабных модельных объектов. Визуализирована межсекториальная граница в нелинейном кристалле.