Статья: Особенности излучения объемного наносекундного разряда в воздухе при взаимодействии с плоской ударной волной (2016)

Настоящая статья посвящена разработанному в АО «КБточмаш им. А. Э. Нудельмана» специализированному программному обеспечению. Оно предназначено для управления стендом формирования фоно-целевой обстановки в поле зрения оптико-электронных приборов. Стенд позволяет исследовать характеристики изделий связанные с обнаружением и захватом объектов наблюдения, моделировать работу оптико-электронных систем от ультрафиолетовой до дальней инфракрасной области спектра, а также отрабатывать алгоритмы пространственной и спектральной селекции. Приведены фотографии элементов интерфейса и состав стенда. Предложены пути дальнейшего развития программного обеспечения.

Исследована эффективность применения микронасосов с интегрально встроенной на системном диске схемой возбуждения. В микронасосе используется электромеханический резонанс системы для активного (с обратной связью) охлаждения функционально насыщенных микроэлектронных устройств полупроводниковых приборов. Показано, что такие микронасосы без дополнительных теплоотводящих материалов с очень малыми массогабаритными характеристиками и низкими энергетическими затратами можно располагать непосредственно на самом полупроводниковом кристалле вместе с микроэлектронным устройством. При этом при охлаждении полупроводниковых приборов микроэлектроники существенно (в 4 раза) повышается эффективность их работы. Обратная связь обеспечивает оптимальный температурный режим работы электронного изделия.

Представлены результаты разработки тепловизионного прибора на базе ФПУ ФЭМ10М производства АО «НПО «Орион». В результате выполнения мероприятий по доработке конструкции ТПК-З под отечественный фотоприемник был разработан, настроен и испытан тепловизионный прибор ТПК-ЗР на базе отечественной многорядной линейки. Прибор не уступает в характеристиках МРРТ и РТЭШ тепловизору, использующему импортный фотоприемник. Используемый в приборе ТПК-ЗР комплекс алгоритмов обработки изображения позволяет получить качество тепловизионного изображения не хуже изображения, получаемого с прибора ТПК-З. Развитием полученного результата может стать выполнение комплекса мероприятий, направленных на достижение полной автоматизации калибровочных процессов в ТВП.

Экспериментально исследованы физические процессы в сверхтонкой газоразрядной ячейке с полупроводниковым электродом. Показано, что основным механизмом формирования изображения в полупроводниковой ионизационной камере является автоэлектронная эмиссия. Обнаруженный новый положительный эффект в виде нормального изменения фототока и аномального изменения темнового тока обеспечивает разрешающую способность фотографического процесса в сверхтонкой газоразрядной ячейке (d = 20 мкм) полупроводниковой ионизационной камеры.

Апробация метода плазменной сепарации отработавшего ядерного топлива подразумевает использование модельных веществ, при этом необходимо решить задачи перевода модельного вещества из конденсированного состояния в плазменное, а также его сбора на коллекторы. В настоящей работе представлены результаты изучения коэффициента конденсации Pb на поверхность коллектора. На основании экспериментальных данных и созданной с применением метода Монте-Карло расчетной модели было определено, что значения этого коэффициента превышают 75 % при средних температурах коллектора порядка 70 оС.

В статье описаны вакуумные камеры, которые были изготовлены в ИЯФ СО РАН как компоненты ондуляторов, предназначенных, в свою очередь, для проверки возможности уменьшения энергетического разброса адронного (ионного) пучка в модернизированном ускорителе RHIC (США) путем когерентного электронного охлаждения этого пучка. Для реализации данного процесса необходимо обеспечить сверхвысокий вакуум на уровне 10-9 Торр, что невозможно достичь только обычной откачкой вакуумными насосами из-за низкоапертурности и протяженности указанных вакуумных камер. В данных условиях в качестве основного средства откачки остаточного газа предложено использовать нераспыляемый геттер (поглотитель), нанесенный на внутреннюю стенку камеры. Описан способ нанесения нераспыляемого в процессе работы геттера на основе системы «титанцирконийванадий» с температурой активации 180200 ºС, а также приводятся экспериментальные результаты газопоглощающих свойств этого геттера.

Изучены механические и тепловые свойства (Ti, Al)-композита, полученного холодным прессованием смеси порошков титана и алюминия с последующим твердофазным спеканием на воздухе. Получены зависимости плотности, твердости, коэффициентов теплового расширения и температуропроводности от содержания титана и давления прессования. Их значения определяются свойствами исходных компонентов (алюминия, титана), наличием порового пространства и процессами, протекающими при твердофазном спекании.

В работе представлены результаты исследования влияния вакуумного отжига на микроструктуру, фазовый состав и электрофизические свойства пленок VOX, полученных методом реактивного магнетронного осаждения. Исследование кристаллической структуры и фазового состава проводилось методом рентгеноструктурного анализа в геометрии параллельного пучка. Определение электрофизических свойств пленок VOX было проведено с помощью метода длинной линии. Было установлено, что вакуумный отжиг осажденных при комнатной температуре пленок VOX, имеющих рентгено-аморфную структуру, сопровождается снижением содержания кислорода, приводящим к уменьшению сопротивления и ТКС с сохранением аморфной структуры при 200 оС и образованием кристаллических фаз VO2 и V4O7 при 300 оС и 400 оС соответственно.

Представлены результаты исследований индиевых микроконтактов на кристаллах БИС считывания и матричных фоточувствительных элементов после их гибридизации и последующей расстыковки, зависимости усилия отрыва от площади микроконтактов, а также вероятность появления дефектов БИС считывания после гибридизации. Индиевые микроконтакты на кристаллах БИС считывания изготовлены по технологии ионного травления, на кристаллах МФЧЭ методом химического травления. Исследованы фотоприемники форматов 320256 с шагом 30 мкм и 640512 с шагом 15 мкм на основе антимонида индия.

При помощи инфракрасного фурье-спектрометра измерялись спектры фотоотражения нелегированного InSb, выращенного методом молекулярно-пучковой эпитаксии на подложке n+-InSb. По периоду наблюдаемых при низких температурах осцилляций Франца–Келдыша определялась напряжённость приповерхностного электрического поля. Поскольку значение пиннинга уровня Ферми стабилизировалось обработкой образцов в водном растворе Na2S, величина поля зависела, в основном, от концентрации свободных носителей заряда. Обнаружено влияние температуры предварительного отжига подложки на концентрацию электронов в эпитаксиальном слое.

Исследованы неохлаждаемые иммерсионные фотоприемники для среднего инфракрасного диапазона на основе гетероэпитаксиальных структур InxGa1-xAsySb1-y/GaSb при значениях x = 0,18, y = 0,17. Приведены сведения о технологии и конструкции фотодиодов. Произведена оценка потерь излучения в стыковочном узле, составляющая от 19 до 24 % для линз, изготовленных из стекла, CdTe, SrTiO3. Измерены диаграммы направленности излучения иммерсионных фотоприемников, которые показали усиление сигнала на оси в 2—3 раза при углах обзора 80—90 градусов по уровню 0,5. Приведена спектральная характеристика, имеющая nобразный вид с границами чувствительности 1,8—2,24 мкм.

Исследована долговременная стабильность МФПУ на основе антимонида индия формата 640512 элементов с шагом 15 мкм с охладителем типа интегральный Стирлинг и блоком сопряжения. Получены зависимости показателя корректируемости от времени работы МФПУ после проведения двухточечной коррекции неоднородности. Рассмотрены МФПУ с двумя схемами ячейки БИС считывания, отличающиеся емкостями накопления и коэффициентами передачи в ячейке. Время долговременной стабильности МФПУ на основе InSb составляет несколько часов, что обеспечивают длительную работу устройства в тепловизионных системах без дополнительной калибровки.

Авторами исследовалась возможность подавления раннего краевого пробоя в планарных лавинных фотодиодах на основе гетероэпитаксиальных структур InP/InGaAs. Для этого использовалась диффузия цинка в запаянной ампуле при температурах 500 °С, 450 °С. Определены распределение носителей заряда в диффузионном слое и глубина диффузии как в монокристаллическом InP, так и в лавинной структуре на основе InP/InGaAs в зависимости от режима проведения диффузии. Распределение носителей заряда в диффузионном слое в монокристаллическом InP определялось методом электрохимического профилирования с последующим измерением CV-характеристик барьера электролит-полупроводник, а глубина p–nперехода в лавинной структуре путем пересчета CV-характеристик p–n-переходов. В результате использования двухстадийной диффузии цинка была получена конфигурация p–nперехода с заглубленной на 1,5 мкм центральной областью и мелкой периферией (охранным кольцом) на глубине 0,65 мкм. При этом напряжение пробоя фотодиода с охранным кольцом превышает на 3В напряжение пробоя фотодиода без охранного кольца, а уровень темновых токов у всех фотодиодов вплоть до пробоя не превышает 10 нА.

В работе проведено исследование специфики формирования и эволюции электрически активных радиационных дефектов при имплантации ионов бора в эпитаксиальные пленки Hg1-xCdxTe с различным составом в области внедрения имплантанта. Эпитаксиальные пленки, выращенные методом молекулярно-лучевой эпитаксии, облучались ионами бора с энергией 100 кэВ в диапазоне флюенса 1012—1015 см-2. Измерение электрофизических параметров образцов до и после облучения производилось методом ЭДС Холла в конфигурации Ван-дер-Пау. Распределение объемной концентрации электронов по глубине облученного материала определялось методом дифференциальных холловских измерений. Полученные экспериментальные данные однозначно показывают, что результаты ионной имплантации определяются зависимостью динамики накопления электрически активных радиационных дефектов и электрофизических свойств материала от состава КРТ.

Экспериментально исследованы параметры пассивирующих слоев Al2O3 и двухслойного диэлектрика CdTe/Al2O3 путем измерения адмиттанса МДП-структур на основе МЛЭ n-Hg1-xCdxTe (x = 0,29—0,39) с приповерхностными варизонными слоями с повышенным содержанием CdTe. Показано, что структура с двухслойным диэлектриком CdTe/Al2O3 имеет по сравнению со структурой с одним слоем Al2O3 существенно меньшие значения плотности медленных состояний на границе раздела (в 50—100 раз) и плотности быстрых поверхностных состояний (в 50—100 раз). Можно сделать вывод, что двухслойный диэлектрик CdTe/Al2O3 образует качественную границу раздела с n-Hg1-xCdxTe (x = 0,39).

Описана установка для исследования электрического пробоя двухфазной среды трансформаторного масла с пузырьками газа на основе источника питания с удвоителем напряжения. Исследованы электрические, оптические и спектральные характеристики разряда. Показано, что в промежутке происходят периодические разряды с частотой до 1 кГц. Наибольшим пробивным напряжением обладает проточное чистое масло. Наличие пузырьков воздуха или элегаза снижает напряжение электрического пробоя и наиболее близким пробивным значением к чистому трансформаторному маслу является двухфазная среда с элегазом.

На основе модели распыления слоисто-неоднородных поверхностей легкими ионами, получена аналитическая формула, позволяющая рассчитывать полные коэффициенты распыления слоев неоднородности с поверхности твердого тела легкими ионами. Результаты расчетов хорошо согласуются с данными компьютерного моделирования, и показывают, что при распылении с поверхности подложки слоя материала, состоящего из атомов массой существенно меньшей, чем масса атомов подложки, наблюдается существенное увеличение коэффициента распыления («эффект зеркала») атомов слоя.