Статья: Исследование фотоэлектрической взаимосвязи элементов матричных ФП на основе гетероэпитаксиальных структур InGaAs (2015)

Исследованы индиевые столбчатые микроконтакты для гибридных матричных фотоприемных устройств (МФПУ) инфракрасного диапазона, состоящих из матрицы фоточувствительных элементов и кремниевого мультиплексора, состыкованных между собой. Показано, что индиевые столбики высотой 12 микрометров и более могут быть получены посредством последовательного проведения стандартных операций фотолитографии и химического травления, имеют шероховатость порядка 1 мкм и могут использоваться для операции стыковки в процессе изготовления МФПУ.

Исследована полевая эмиссия в разных вариантах структуры и материалов автокатода. Найдены условия оптимизации коэффициента усиления поля на автокатоде в условиях: структура — точечный (острийный) эмиттер, удалённый от (плоского) коллектора; материалы — узкозонные полупроводники А3В5. На зёрнах этих материалов микронного размера можно получить коэффициент усиления поля более 103, значения плотности тока эмиссии до 1А/см2.

Рассматривается использование тепловой съемки для исследования гидродинамических процессов в системе транспортировки пароводяного геотермального теплоносителя. Приведены температуры поверхности устьевой обвязки скважин Мутновского месторождения. Выявлена существенная зависимость измеренной температуры от коэффициентов теплоотдачи. Отмечена возможность разработки бесконтактного метода определения расходных параметров скважин на основе тепловой съемки.

Исследована возможность увеличения длительности генерации эксимерного KrF-лазера за счет использования режима накачки активной среды с периодически затухающим напряжением на разрядном промежутке. Для KrF-лазера с максимальной выходной энергией до 30 мДж диапазон изменения длительности импульсов излучения составил 16—45 нс.

Выполнены радиационные испытания алмазного детектора на каскадном сильноточном ускорителе КГ–2,5. При наборе флюенса 21014 см-2 для 14 МэВ-нейтронов было обнаружено ухудшение работы детектора, вследствие эффекта «поляризации». Энергетическое разрешение ухудшилось в 2,3 раза. Скорость счета в пике (n, )-реакции уменьшилась на 7 %, а положение этого пика сдвинулось на 1 МэВ по отношению к позиции пика необлученного детектора. При этом работоспособность детектора как радиометра нейтронного потока сохранялась. Измерены спектры отклика облученного детектора при повышенных температурах.

Для изготовления быстродействующих матриц фоточувствительных элементов с малыми темновыми токами использовались двойные гетероструктуры на основе соединений InGaAs– InGaAlAs–InAlAs на InP-подложках. Они включали поглощающий узкозонный слой InGaAs, градиентный слой InGaAlAs и широкозонный слой буферный слой InAlAs. Проведены измерения и сравнение темновых токов в одинарных гетероструктурах InGaAs–InP (с широкозонным слоем InP) и в двойных гетероструктурах InGaAs–InGaAlAs–InAlAs (с широкозонным барьерным слоем InAlAs), выявлено уменьшение токов генерациирекомбинации и диффузии на два порядка в структурах InGaAs–InGaAlAs–InAlAs. Проведено приближение измеренных и теоретических ВАХ-методом подгонки параметров, определена рабочая температура, необходимая для оптимальной работы матриц фотодиодов на основе гетероэпитаксиальных структур InGaAs, которая лежит в пределах 260—280 К.

В работе исследуется влияние алгоритма режима временной задержки и накопления (ВЗН) на выходные характеристики многорядного матричного фотоприемного устройства (МФПУ). В качестве параметров выходных характеристик используются пространственное разрешение и амплитуда сигнала от точечной цели. Рассмотрены два способа реализации режима ВЗН внутри большой интегральной схемы (БИС) считывания: на основе аналогового КМОП ВЗН-регистра и на основе ВЗН-сумматоров. Исследованы зависимости пространственного разрешения и амплитуды ВЗН-сигналов от значения коэффициента переноса заряда между ячейками регистра. Предложен универсальный метод выбора параметров ВЗН-регистра. Произведено сравнение двух способов реализации режима ВЗН с точки зрения параметров выходных характеристик МФПУ.

В данной работе исследовано распределение элементов с повышенным шумом в линейке фотоприемника формата 6576 на основе КРТ длинноволнового диапазона спектра при многократном охлаждении от комнатной температуры до 80 К. Проведена оценка вероятности выхода из строя ВЗН-канала при деселекции для полученного распределения элементов с повышенным шумом.

В работе представлены данные экспериментального исследования формирования искрового канала, где в результате плавления вискера образуется катодное пятно с последующим дрейфом из него термоэлектронного пучка. Измерены параметры плазмы в различных типах разрядов. По регистрируемым спектрам ионных и атомных линий определялась концентрация электронов, а по их относительным интенсивностям — температура электронов в моменты образования стримера, канала и дуги.

Приведены результаты исследования электрической проводимости углеродных волокон (УВ) под воздействием импульсных токов. Показано, что импульсные токи через УВ, создают ионизированную плазму, шунтирующую сопротивление УВ образованием канала с высокой проводимостью вдоль волокна. Подобное явление может найти применение, например, для молниезащиты различных объектов.

Предложенная ранее математическая модель процессов в высоковольтном тлеющем разряде с убеганием электронов (открытом разряде) позволяет учитывать влияние положения и эффективной прозрачности анода на вольт-амперную характеристику. Выполнен численный анализ зависимостей безразмерных параметров, показавший, что в большинстве случаев влияние характеристик анода незначительно, что соответствует имеющимся экспериментальным данным.

Методом магнетронного распыления углерода в вакууме получены образцы пленок, состоящих из ориентированных тетраэдрических фуллеренов на стеклянной подложке с буферным слоем из нитрида циркония ZrN. Методом атомно-силовой микроскопии получены изображения тетраэдрических фуллеренов на подложке.

Экспериментально и численно изучается пространственная конфигурация релятивистских плазменных сгустков, генерируемых в процессе гиромагнитного авторезонанса и удерживаемых в зеркальной магнитной ловушке. С помощью рентгеноспектральных и рентгенорадиометрических измерений исследованы характеристики генерируемого плазменными сгустками тормозного излучения с газа и со стенок камеры, что позволило определить область локализации сгустка и проанализировать динамику его удержания.

Определены параметры инжектора аксиального плазменного пучка, инжектируемого в плазменный ускоритель, действующий на основе гирорезонансного ускорения электронов в реверсном магнитном поле. Методом частиц в ячейке проведено численное моделирование захвата электронов пучка в режим гирорезонансного ускорения. Определено оптимальное время аксиальной инжекции пучка в магнитную ловушку пробочного типа. Найдены параметры пучка, удовлетворяющие условиям эффективного захвата частиц в режим гиромагнитного авторезонанса.

В работе представлены результаты экспериментального исследования параметров плазмы «геликонного» разряда в макете ВЧ гибридной плазменной системы, оснащенном соленоидальной антенной. Показано, что с ростом величины внешнего магнитного поля происходит формирование плазменного «столба» и смещение максимальных значений ионного тока по оси разряда в сторону нижнего фланцу макета. Изменение конфигурации магнитного поля позволяет управлять формой плазменного столба.

В плазме микропинчевого разряда наблюдается устойчивое формирование трубчатой области, излучающей в диапазоне L-спектра плазмообразующего элемента. Оценки показывают, что за формирование трубчатого источника мягкого рентгеновского излучения может отвечать аномальное скинирование тока в перетяжке вследствие быстрого возрастания напряженности поля, вызванного аномальным ростом сопротивления плазмы.

Проведение процедуры боронизации стенок вакуумной камеры привело к тому, что существенно изменился состав плазмы в рабочих импульсах стелларатора Л-2М. Это, в свою очередь, вызвало необходимость вычисления эффективного заряда плазмы. В режиме омического нагрева был измерен эффективный заряд плазмы по проводимости плазменного шнура и из спектра мягкого рентгеновского излучения. Обнаружено сильное влияние боронизации на значение эффективного заряда плазмы. Сравнение значений эффективного заряда плазмы, измеренного двумя способами позволило определить условия, в которых оба метода дают хорошее согласие, и появляется возможность оценивать эффективный заряд плазмы из спектральных измерений.

Методом растровой электронной микроскопии исследованы изменения микроструктуры спеченных слоев серебросодержащих паст в зависимости от температуры процесса спекания (230—270 °С) при заданном давлении прессования, а также в зависимости от давления прессования (10—40 МПа) при заданной температуре спекания. Установлена корреляция полученных результатов с данными электрических измерений.

На туннельном микроскопе исследованы ВАХ в автоэмиссионном наноконтакте вольфрамовый микрозонд—микрозерно поверхности полупроводников А3В5. ВАХ эмиссии из зёрен GaAs соответствуют теории полевой эмиссии из металлов, а узкозонных InSb и InAs — эмиссии из приповерхностных электронных состояний. В режимах эмиссии и инжекции наблюдались важные для практики явления низкополевой эмиссии и ограничений тока локализованным зарядом. Результаты объясняются в рамках модели кулоновского взаимодействия и локализации лёгких электронов.