Статья: Изучение поведения температуры электронов аргоновой плазмы импульсно-периодического микроволнового резонансного разряда (2015)

Приведены результаты расчета требований к качеству поверхностей входных окон фотоприемных устройств второго поколения средневолнового и дальневолнового инфракрасного (ИК) диапазонов спектра. Для расчета требований был проведен аналитический обзор представленных в России ИК-объективов и фотоприемных устройств. На основе данного обзора были сформулированы требования к современным оптическим системам средневолнового и дальневолнового ИК-диапазонов спектра и проведен их синтез. Расчет требований к качеству изготовления входных окон был проведен на основе анализа допусков синтезированных оптических систем.

Проведено компьютерное моделирование электростатического спектрографа, предложенного автором ранее, в режимах с вынесенным за пределы поля источником заряженных частиц. При линейном возрастании потенциала на дискретном электроде диапазон одновременно регистрируемых энергий Emax/Emin= 50. При этом разрешение по энергии лежит в пределах 0,2—0,6 %.

Исследовано влияние температуры разложения триметила индия на геометрию и морфологию массива квантовых точек InAs, выращиваемых капельным методом на поверхности подложки GaAs в условиях МОС-гидридной эпитаксии. Подтверждены теоретические расчеты по степени разложения триметила индия при температуре ниже 300 оС.

Рассматривается концепция моделирования времени жизни в полупроводниковых структурах InGaAs и CdHgTe. Представлены параметры и коэффициенты, необходимые для расчета времени жизни в гетероэпитаксиальных структурах. Построены аналитические зависимости времени жизни неосновных носителей заряда в полупроводниковых структурах CdHgTe и InGaAs различного состава в широком диапазоне температур.

В статье исследуется повышенная взаимосвязь между элементами фоточувствительной матрицы. Установлена причина этого явления: смыкание элементов матрицы из-за боковой диффузии. Выбраны оптимальные величины параметров, а именно, глубина диффузии примеси менее 2,5 мкм и расстояние между p+-областями соседних элементов матрицы 1 мкм, что обеспечило минимальный уровень взаимосвязи без потерь в обнаружительной способности.

Определено значение плотности мощности лазерного излучения, превышение над которым приводит к разрушению поверхности чувствительной площадки германиевого лавинного фотодиода. Исследован характер увеличения темнового тока от мощности лазерного воздействия для фотодиодов с различной глубиной залегания p–n-перехода. Показана повышенная стойкость к лазерному излучению фотодиодов с глубоким p–n-переходом.

В НИЦ «Курчатовский институт» работает специализированный источник синхротронного излучения — накопитель электронов «Сибирь-2». Для улучшения потребительских качеств установки на накопитель установлена система подавления когерентных колебаний электронного пучка. Неотъемлемыми частями этой системы являются устройства, воздействующие на пучок посредством электромагнитных полей. Основные моменты разработки одного из таких устройств, называемого ВЧ-кикером, и результаты измерений готового изделия представлены в данной статье.

На основе экспериментальных данных и теоретических оценок изучено развитие объемного разряда в Ar атмосферного давления при больших перенапряжениях и удельных энерговкладах. При перенапряжениях более 75 % формируется сильноточный диффузный разряд с удельной мощностью ~107 Вт/см3, плотностью тока ~103—104 А/см2, концентрацией электронов ~1017 см-3 и температурой ~1 эВ. Основным механизмом ионизации является ступенчатая ионизация, а каналом гибели электронов — диссоциативная рекомбинация.

Экспериментально исследованы электрические разряды атмосферного давления между жидким электролитным и металлическим электродами в различных вариантах полярности их подключения к источнику питания. Получены и проанализированы спектры сигналов тока в мегагерцовом диапазоне изменения частоты. Выявлено, что возникновению высокочастотных пульсаций тока сопутствуют явления распыления и эрозии электродов.

Методом частиц в ячейке проведено 3D-моделирование плазмы для конфигурации полей, реализуемых в ЭЦР-источнике (2,45 ГГц) рентгеновского излучения CERA-RX(C). Получены зависимости энергетических спектров электронов, высаживаемых на электрод-мишень, от амплитуды и частоты пульсаций электрического поля, лежащей в мегагерцовом диапазоне. Проведено сравнение с результатом натурного эксперимента.

Представлены результаты экспериментального исследования параметров ЭЦР-плазмы, формируемой в коаксиальном резонаторе со спиральной волноводной структурой. Определены зависимости газовой и энергетической эффективности формирования ионного потока от массового расхода рабочего газа (Ar) и СВЧ-мощности (2,45 ГГц), вводимой в резонатор.

Методом эмиссионной спектроскопии измерены функции распределения молекул по низким вращательным уровням молекулы водорода в триплетном состоянии 3 d u и определены величины вращательной и поступательной температур основного и возбужденного триплетного состояний молекулы водорода.

Построена приближенная математическая модель физических процессов в геликонном разряде. Эта модель позволяет найти математические связи между вкладываемой мощностью, параметрами плазмы и электромагнитными полями, возбуждаемыми в цилиндрически симметричном геликоном разряде. На группе экспериментальных и расчетных данных произведена первоначальная верификация отдельных результатов численных расчетов, выполненных с использованием разработанной приближенной математической модели.

В работе выполнено сравнение зависимостей давления P, удельной внутренней энергии E, удельной энтропии S и степени ионизации Z от температуры T для плазмы смеси углекислого газа и ксенона, полученных на основе моделей ионизационного равновесия Саха и Томаса–Ферми в области их совместной применимости: 104 < Т < 106 К, 10-7 < ρ < 10-1 г/см3.

Эволюция начальных возмущений представляет самостоятельный интерес при описании турбулентного состояния. Для замагниченной плазмы при определенных условиях возможно проследить эволюцию отдельного малого возмущения, нарастающего в результате неустойчивости дрейфового типа вплоть до перехода в нелинейный режим. Такая возможность основана на экспериментально установленной связи спектров пульсаций с предсказаниями линейной теории дрейфовых неустойчивостей. Предложенная модель базируется на рассмотрении дрейфовой волны конечной амплитуды в условиях воздействия сдвигового течения. Выполненные теоретические оценки амплитуды возмущений находятся в разумном согласии с экспериментально наблюдаемыми значениями.

Выполнены оценки основных теплофизических параметров плазмы, которая возникает на месте термоядерной мишени при её обжатии и нагреве высокоскоростными импульсными плазменными струями (плазменным лайнером) или излучением многоканального лазера (лазерным драйвером). Обсуждаются инновационные схемы — “стандартный” вариант и “комбинированная” схема для магнитно-инерциального термоядерного синтеза (МИТС).

На примере смесей полиэтилентерефталат/полибутилентерефталат показано сильное влияние топологии расплава, характеризуемой индексом связности, на их свойства. Качественное изменение топологии при нулевом индексе связности снижает прочность на сдвиг аутогезионного соединения компонент на три порядка. Обнаружена зависимость совместимости компонент от структуры расплава.

Метод основан на определении потерь электрической мощности при возникновении вихревых токов в образце, помещенном в зазор сердечника катушки индуктивности, через которую протекают симметричный и асимметричный токи.

Рассматривается полупроводниковый p–n-переход, через который течет флуктуирующий ток неосновных носителей. Показано, что уравнение, связывающее концентрацию дырок вблизи перехода и плотность тока, имеет вид интегрального стохастического уравнения, а изменение плотности тока, обусловленное тепловой диффузией дырок, носит характер немарковского случайного процесса. Найдены статистические характеристики таких изменений для случая модели постоянной напряженности электрического поля вблизи перехода.

Проанализированы стохастические импульсные процессы. Вычислены выражения общего вида для спектров случайных импульсных процессов. Полученные результаты могут быть широко использованы в физике и технике.