Коллоидные квантовые точки (ККТ) являются перспективным материалом для создания недорогих фотодетекторов инфракрасного диапазона, работающих при комнатной температуре. Однако формирование фоточувствительных слоев на их основе сопровождается образованием поверхностных дефектов и окислением, что приводит к деградации рабочих характеристик устройств. В данной работе для эффективной капсуляции слоя ККТ на основе теллурида ртути HgTe впервые предложено использовать метод атомно-слоевого осаждения для нанесения тонких пленок оксида гафния HfO2. Целесообразность нанесения капсулирующего слоя HfO2 подтверждена исследованиями фотоэлектрических характеристик изготовленных фоторезисторов. Показано, что защитное покрытие способствует снижению величины темнового тока при сохранении величины фотоотклика фоторезистора при облучении лазерным диодом с длиной волны 1550 нм. Полученные результаты демонстрируют потенциал метода АСО для создания стабильных и высокопроизводительных фотодетекторов ИК-диапазона нового поколения.
Colloidal quantum dots (CQDs) are a promising material for low-cost infrared photodetectors operating at room temperature. However, the formation of CQD based photosensitive layers is accompanied by the formation of surface defects and oxidation, which leads to the degradation of the devices’ performance. In this study, we propose using atomic layer deposition (ALD) to efficiently encapsulate a mercury telluride (HgTe) CQD layer by depositing thin films of hafnium oxide (HfO2) for the first time. The feasibility of applying the HfO2 encapsulating layer is confirmed by studying the photoelectric characteristics of the manufactured photoresistors. It is shown that the protective coating reduce the dark current while maintaining the photoresistor’s photoresponse under 1550 nm laser irradiation. The obtained results demonstrate the potential of ALD for creating stable and high-performance next-generation IR photodetectors.
Предпросмотр статьи
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
Методом горячей инжекции получены коллоидные квантовые точки теллурида ртути с максимумом пика поглощения при 2,83 мкм, на основе которых изготовлена фоторезистивная структура на золотых встречно-штыревых электродах. Показана эффективность капсуляции полученной структуры тонкой защитной пленкой оксида гафния, осажденной методом АСО при относительно низкой температуре 90 С. Осаждение пленки оксида гафния приводит к снижению величин темновых токов, сохранению величин фотоотклика, уменьшению дрейфа темнового тока и ускорению затухания сигнала при засветке структуры лазерным диодом 1550 нм. Полученные сведения показывают перспективу применения низкотемпературного АСО для получения тонких капсулирующих пленок оксида гафния в фотодетекторах ИК-диапазона на основе коллоидных квантовых точек халькогенидов различных металлов.
Список литературы
1. Ponomarenko V. P., Popov V. S., Shuklov I. A., Ivanov V. V., Razumov V. F. / Russ. Chem. Rev. 2024. № 93. Р. RCR5113.
2. Kim D., Si M.-J., Kim J., Jung Y., Baek S.-W. / Adv. Opt. Mater. 2025. P. 02859.
3. Yu L., Tian P., Liang K., Yu L., Tian P., Liang K. / Quantum Beam Sci. 2025. Vol. 9. № 1. Р. 9.
4. Пономаренко В. П., Попов В. С., Панков М. А., Хамидуллин К. А., Деомидов А. Д., Федоров А. А., Деев Г. Ю., Драгунов Д. Э., Епифанов О. В., Лазарев П. С., Мирофянченко Е. В., Ильинов Д. В., Петрушина В. А.,
Бурлаков И. Д., Полесский А. В., Старцев В. В., Бричкин С. Б., Спирин М. Г., Товстун С. А., Гапанович М. В., Гак В. Ю., Гадомская А. В., Певцов Д. Н., Кацаба А. В., Кириченко А. С., Демкин Д. В., Иванова В. А., Иванов В. В.,
Разумов В. Ф. / Прикладная физика. 2025. № 1. С. 45–54.
5. Пономаренко В. П., Попов В. С., Панков М. А., Хамидуллин К. А., Деомидов А. Д., Федоров А. А., Деев Г. Ю., Драгунов Д. Э., Епифанов О. В., Зарипов Ш. И., Лазарев П. С., Мирофянченко Е. В., Ильинов Д. В., Петрушина В. А., Бурлаков И. Д., Полесский А. В., Старцев В. В., Бричкин С. Б., Спирин М. Г., Товстун С. А., Гапанович М. В., Гак В. Ю., Гадомская А. В., Певцов Д. Н., Кацаба А. В., Кириченко А. С., Демкин Д. В., Иванова В. А., Иванов В. В., Разумов В. Ф. / Прикладная Физика. 2025. № 2. С. 12–20.
6. Sergeeva K. A., Zhang H., Portniagin A. S., Bossavit E., Mu G., Kershaw S. V., Ithurria S., Guyot-Sionnest P., Keuleyan S., Delerue C., Tang X., Rogach A. L.,
Lhuillier E. / Adv. Funct. Mater. 2024. № 34. P. 2405307.
7. Dou H., Yuan C., Zhu R., Li L., Zhang J., Wenig T. C. / Nanomaterials. 2024. № 14. P. 34.
8. Kahmann S., Loi M. A. / Appl. Phys. Rev. 2020. Vol. 7. Р. 041305.
9. Giansante C., Infante I. / J. Phys. Chem. Lett. 2017. № 8. P. 5209–5215.
10. Kol’tsov S. I. / J. Appl. Chem. USSR. 1965. № 38. P. 1352.
11. Malygin A. A., Drozd V. E., Malkov A. A., Smirnov V. M. / Chem. Vapor Depos. 2015. № 21. P. 216–240.
12. Puurunen R. L. / Chem. Vapor Depos. 2014. № 20. P. 332–344.
13. Parsons G. N., Elam J. W., George S. M., Haukka S., Jeon H., Kessels W. M. M. (Erwin), Leskelä M., Poodt P., Ritala M., Rossnagel S. M. / J. Vac. Sci. Technol.
A. 2013. Vol. 31. Р. 050818.
14. Suntola T. / Mater. Sci. Rep. 1989. Vol. 4. № 5. P. 261–312.
15. Ovanesyan R. A., Filatova E. A., Elliott S. D., Hausmann D. M., Smith D. C., Agarwal S. / J. Vac. Sci. Technol. A. 2019. Vol. 37. P. 261–312.
16. Kim S. E., Sung J. Y., Yun Y., Jeon B., Moon S. M., Lee H. Bin, Lee C. H., Jung H. J., Lee J. U., Lee S. W. / Curr. Appl. Physics. 2024. Vol. 64. P. 8–15.
17. Choi A. R., Lim D. H., Shin S. Y., Kang H. J., Kim D., Kim J. Y., Ahn Y., Ryu S. W., Oh I. K. / Chem. Mater. 2024. Vol. 36. P. 2194–2219.
18. O’Brien K. P., Naylor C. H., Dorow C., Maxey K., Penumatcha A. V., Vyatskikh A., Zhong T., Kitamura A., Lee S., Rogan C., Mortelmans W., Kavrik M. S., Steinhardt R., Buragohain P., Dutta S., Tronic T., Clendenning S., Fischer
P., Putna E. S., Radosavljevic M., Metz M., Avci U. / Nat. Commun. 2023. Vol. 14. P. 6400.
19. Chernikova A. G., Sizykh N. A., Zabrosaev I. V., Markeev A. M. / Surf. Interfaces. 2025. Vol. 62. Р. 106135.
20. Koroleva A. A., Kuzmichev D. S., Kozodaev M. G., Zabrosaev I. V., Korostylev E. V., Markeev A. M. / Appl. Phys. Lett. 2023. Vol. 122. № 2. Р. 022905.
21. Niu W., Li X., Karuturi S. K., Fam D. W., Fan H., Shrestha S., Wong L. H., Tok A. I. Y. / Nanotechnology. 2015. Vol. 26. Р. 064001.
22. Van Delft J. A., Garcia-Alonso D., Kessels W. M. M. / Semicond. Sci. Technol. 2012. Vol. 27. P. 074002.
23. Zardetto V., Williams B. L., Perrotta A., Di Giacomo F., Verheijen M. A., Andriessen R., Kessels W. M. M., Creatore M. / Sustain. Energy Fuels. 2017.
Vol. 1. P. 30–55.
24. Dingemans G., Kessels W. M. M. / J. Vac. Sci. Technol. A. 2012. Vol. 30. Р. 040802.
25. Zaera F. / Chem. Soc. Rev. 2013. Vol. 42. P. 2746–2762.
26. Hu Y., Miikkulainen V., Mizohata K., Norby T., Nilsen O., Fjellvåg H. / Electrochim. Acta. 2020. Vol. 361. P. 137019.
27. Put B., Mees M. J., Hornsveld N., Hollevoet S., Sepúlveda A., Vereecken P. M., Kessels W. M. M., Creatore M. / J. Electrochem. Soc. 2019. Vol. 166. P. A1239.
28. Kozen A. C., Pearse A. J., Lin C. F., Noked M., Rubloff G. W. / Chem. Mater. 2015. Vol. 27. P. 5324–5331.
29. Oneill B. J., Jackson D. H. K., Lee J., Canlas C., Stair P. C., Marshall C. L., Elam J. W., Kuech T. F., Dumesic J. A., Huber G. W. / ACS Catal. 2015. Vol. 5.
P. 1804–1825.
30. Shim J. W., Lee Y. S., Choi Y. S., Henke T., Knaut M., Hossbach C., Mane A. U., Tong W. M., Brodie A. D., Mackus A. J. M., Weber M. J., Thissen N. F. W.,
Garcia-Alonso D., Vervuurt R. H. J., Assali S., Bol A. A., Verheijen M. A., Kessels W. M. M. / Nanotechnology. 2015. Vol. 27. P. 034001.
31. Мокрушин А. С., Дмитриева С. А., Горбань Ю. М., Стройкова А. Р., Симоненко Н. П., Аверин А. А., Симоненко Е. П. / Неорганическая химия.
2025. Т. 70. № 4. С. 606–614.
32. Mokrushin A. S., Simonenko E. P., Simonenko N. P., Akkuleva K. T., Antipov V. V., Zaharova N. V., Malygin A. A., Bukunov K. A., Sevastyanov V. G., Kuznetsov N. T. / Appl Surf Sci. 2019. Vol. 463. P. 197–202.
33. Pan H., Zhou L., Zheng W., Liu X., Zhang J., Pinna N. / Internat. J. Extreme Manufact. 2023. № 5. P. 022008.
34. Cho B., Hahm M. G., Choi M., Yoon J., Kim A. R., Lee Y. J., Park S. G., Kwon J. D., Kim C. S., Song M., Jeong Y., Nam K. S., Lee S., Yoo T. J., Kang C. G., Lee B. H., Ko H. C., Ajayan P. M., Kim D. H. / Sci. Rep. 2015. Vol. 5. P. 8052.
35. Leskelä M., Mattinen M., Ritala M. / J. Vacuum Sci. Technol. B. 2019. Vol. 37. Р. 030801.
36. He G., Zhu L., Sun Z., Wan Q., Zhang L. / Prog. Mater. Sci. 2011. Vol. 56. № 5. P. 475–572.
37. Войцеховский А. В., Дзядух С. М., Горн Д. И., Дворецкий С. А., Михайлов Н. Н., Сидоров Г. Ю., Якушев М. В. / Прикладная физика. 2025. № 5. С. 15–24.
38. Kessels E., Devi A., Park J. S., Ritala M., Yanguas-Gil A., Wiemer C. / Nat. Rev. Methods Primers. 2025. Vol. 5. Р. 66.
39. Hu C., Gassenq A., Justo Y., Devloo-Casier K., Chen H., Detavernier C., Hens Z., Roelkens G. / Appl. Phys. Lett. 2014. Vol. 105. № 17. Р. 171110.
40. Liu Y., Tolentino J., Gibbs M., Ihly R., Perkins C. L., Liu Y., Crawford N., Hemminger J. C., Law M. / Nano Lett. 2013. Vol. 13. P. 1578–1587.
41. Malachosky E. W., Ackerman M. M., Stan L. / Nanomaterials. 2024. Vol. 14. № 16. P. 1354.
42. Шуклов И. А., Миленкович Т., Майорова А. В., Вершинина О. В., Иванова В. А., Павлова В. Д., Попов В. С. / Прикладная физика. 2024. № 1. С. 43–50.
43. Шуклов И. А., Миленкович Т., Вершинина О. В., Дубровина Н. В., Сапцова О. А., Попов В. С., Иванов В. В. / Прикладная физика. 2025. № 3. С. 34–41.
44. Попов В. С., Миленкович Т., Хакимов К. Т., Королева Т. В., Деомидов А. Д., Давлетшин Р. В., Хамидуллин К. А., Сапцова О. А., Яковлев В. О., Шуклов И. А., Короннов А. А., Егоров А. В., Пономаренко В. П. / Прикладная физика. 2024. № 6. С. 47–53.
45. Brown P. R., Kim D., Lunt R. R., Zhao N., Bawendi M. G., Grossman J. C., Bulović V. / ACS Nano. 2014. Vol. 8. P. 5863–5872.
46. Шуклов И. А., Демкин Д. В., Конавичева В. А., Попов В. С., Разумов В. Ф. / Прикладная физика. 2022. № 6. С. 35–42.
47. Chernikova A. G., Kuzmichev D. S., Negrov D. V., Kozodaev M. G., Polyakov S. N., Markeev A. M. / Appl. Phys. Lett. 2016. Vol. 108. Р. 242905.
1. Ponomarenko V. P., Popov V. S., Shuklov I. A., Ivanov V. V., and Razumov V. F., Russ. Chem. Rev. 93 (4), RCR5113 (2024).
2. Kim D., Si M.-J., Kim J., Jung Y., and Baek S.-W., Adv. Opt. Mater. e02859 (2025).
3. Yu L., Tian P., Liang K., Yu L., Tian P., and Liang K., Quantum Beam Sci. 9 (1), 9 (2025).
4. Ponomarenko V. P., Popov V. S., Pankov M. A., et al., Applied Physics, № 1, 45–54 (2025) [in Russian].
5. Ponomarenko V. P., Popov V. S., Pankov M. A., et al., Applied Physics, № 2, 12–20 (2025) [in Russian].
6. Sergeeva K. A., Zhang H., Portniagin A. S., et al., Adv. Funct. Mater. 34 (39) 2405307 (2024).
7. Dou H., Yuan C., Zhu R., Li L., Zhang J., and Weng T. C., Nanomaterials 14 (1), 34 (2024).
8. Kahmann S. and Loi M. A., Appl. Phys. Rev. 7 (4) 041305 (2020).
9. Giansante C. and Infante I., J. Phys. Chem. Lett. 8 (20), 5209–5215 (2017).
10. Kol’tsov S. I., J. Appl. Chem. USSR 38, 1352 (1965).
11. Malygin A. A., Drozd V. E., Malkov A. A., and Smirnov V. M., Chem. Vapor Depos. 21 (10-12), 216–240, (2015).
12. Puurunen R. L., Chem. Vapor Depos. 20 (10-12), 332–344 (2014).
13. Parsons G. N., Elam J. W., George S. M., Haukka S., Jeon H., Kessels W. M. M., Leskelä M., Poodt P., Ritala M., and Rossnagel S. M., J. Vac. Sci. Technol. A 31 (5), 050818 (2013).
14. Suntola T., Mater. Sci. Rep. 4 (5), 261–312 (1989).
15. Ovanesyan R. A., Filatova E. A., Elliott S. D., Hausmann D. M., Smith D. C., and Agarwal S., J. Vac. Sci. Technol. A 37, 060904 (2019).
16. Kim S. E., Sung J. Y., Yun Y., Jeon B., Moon S. M., Lee H., Lee C. H., Jung H. J., Lee J. U., and Lee S. W., Curr. Appl. Phys. 64, 8–15 (2024).
17. Choi A. R., Lim D. H., Shin S. Y., Kang H. J., Kim D., Kim J. Y., Ahn Y., Ryu S. W., and Oh I. K., Chem. Mater. 36 (5), 2194–2219 (2024).
18. O’Brien K. P., Naylor C. H., Dorow C., et al., Nat. Commun. 14 (1), 6400 (2023).
19. Chernikova A. G., Sizykh N. A., Zabrosaev I. V., and Markeev A. M., Surf. Interfaces 62, 106135 (2025).
20. Koroleva A. A., Kuzmichev D. S., Kozodaev M. G., Zabrosaev I. V., Korostylev E. V., and Markeev A. M., Appl. Phys. Lett. 122 (2), 022905 (2023).
21. Niu W., Li X., Karuturi S. K., Fam D. W., Fan H., Shrestha S., Wong L. H., and Tok A. I. Y., Nanotechnol. 26 (6), 064001 (2015).
22. Van Delft J. A., Garcia-Alonso D., and Kessels W. M. M., Semicond. Sci. Technol. 27 (7), 074002 (2012).
23. Zardetto V., Williams B. L., Perrotta A., Di Giacomo F., Verheijen M. A., Andriessen R., Kessels W. M. M. and Creatore M., Sustain. Energy Fuels 1 (1) 30–55 (2017).
24. Dingemans G. and Kessels W. M. M., J. Vac. Sci. Technol. A 30 (4), 040802 (2012).
25. Zaera F., Chem. Soc. Rev. 42 (7), 2746–2762 (2013).
26. Hu Y., Miikkulainen V., Mizohata K., Norby T., Nilsen O., and Fjellvåg H., Electrochim. Acta 361, 137019 (2020).
27. Put B., Mees M. J., Hornsveld N., Hollevoet S., Sepúlveda A., Vereecken P. M., Kessels W. M. M., and Creatore M. J., Electrochem. Soc., 166 (6), A1239 (2019).
28. Kozen A. C., Pearse A. J., Lin C. F., Noked M., and Rubloff G. W., Chem. Mater. 27 (15), 5324–5331 (2015).
29. Oneill B. J., Jackson D. H. K., Lee J., Canlas C., Stair P. C., Marshall C. L., Elam J. W., Kuech T. F., Dumesic J. A., and Huber G. W., ACS Catal. 5 (3), 1804–1825 (2015).
30. Woo Shim J., Seok Lee Y., Sung Choi Y., Henke T., Knaut M., Hossbach C., Mane A. U., Tong W. M., Brodie A. D., Mackus A. J., Weber M. J., Thissen N. F., Garcia-Alonso D., Vervuurt R. H., Assali S., Bol A. A., Verheijen M. A., and Kessels W. M., Nanotechnol. 27 (3), 034001 (2015).
31. Mokrushin A. S., Dmitrieva S. A., Gorban Y. M., Stroikova A. R., Simonenko N. P., Averin A. A., and Simonenko E. P., Russ. J. Inorg. Chem. 70, 624–632 (2025).
32. Mokrushin A. S., Simonenko E. P., Simonenko N. P., Akkuleva K. T., Antipov V. V., Zaharova N. V., Malygin A. A., Bukunov K. A., Sevastyanov V. G., and Kuznetsov N. T., Appl. Surf. Sci. 463, 197–202 (2019).
33. Pan H., Zhou L., Zheng W., Liu X., Zhang J., and Pinna N., Int. J. Extreme Manufact. 5 (2), 022008 (2023).
34. Cho B., Hahm M. G., Choi M., Yoon J., Kim A. R., Lee Y. J., Park S. G., Kwon J. D., Kim C. S., Song M., Jeong Y., Nam K. S., Lee S., Yoo T. J., Kang C. G., Lee B. H., Ko H. C., Ajayan P. M., and Kim D. H., Sci. Rep. 5 (1), 8052 (2015).
35. Leskelä M., Mattinen M., and Ritala M., J. Vac. Sci. Technol. B 37, 030801 (2019).
36. He G., Zhu L., Sun Z., Wan Q., and Zhang L., Prog. Mater. Sci., 56 (5), 475–572 (2011).
37. Voitsekhovskii A. V., Dzyadukh S. M., Gorn D. I., Dvoretskii S. A., Mikhailov N. N., Sidorov G. Yu., and Yakushev M. V., Applied Physics, № 5, 15–24 (2025) [in Russian].
38. Kessels E., Devi A., Park J. S., Ritala M., Yanguas-Gil A., and Wiemer C., Nat. Rev. Methods Primers 5, 66 (2025).
39. Hu C., Gassenq A., Justo Y., Devloo-Casier K., Chen H., Detavernier C., Hens Z., and Roelkens G., Appl. Phys. Lett. 105 (17), 171110 (2014).
40. Liu Y., Tolentino J., Gibbs M., Ihly R., Perkins C. L., Liu Y., Crawford N., Hemminger J. C., and Law M., Nano Lett. 13 (4), 1578–1587 (2013).
41. Malachosky E. W., Ackerman M. M., and Stan L., Nanomaterials 14 (16), 1354 (2024).
42. Shuklov I. A., Milenkovich T., Majorova A. V., Vershinina O. V., Ivanova V. A., Pavlova V. D., and Popov V. S., J. Comm. Tech. Electron. 70 (2), 61–67 (2025).
43. Shuklov I. A., Milenkovich T., Vershinina O. V., Dubrovina N. V., Saptsova O. A., Popov V. S., and Ivanov V. V., Applied Physics, № 3, 34–41 (2025) [in Russian].
44. Popov V. S., Milenkovich T., Khakimov K. T., Koroleva T. V., Deomidov A. D., Davletshin R. V., Khamidullin K. A., Saptsova O. A., Yakovlev V. O., Shuklov I. A., Koronnov A. A., Egorov A. V., and Ponomarenko V. P., J. Comm. Tech. Electron. 70 (6), 278–282 (2025).
45. Brown P. R., Kim D., Lunt R. R., Zhao N., Bawendi M. G., Grossman J. C., and Bulović V., ACS Nano 8, 5863–5872 (2014).
46. Shuklov I. A., Dyomkin D. V., Konavicheva V. A., Popov V. S., and Razumov V. F., J. Comm. Tech. Electron. 68 (S2), S184–S189 (2023).
47. Chernikova A. G., Kuzmichev D. S., Negrov D. V., Kozodaev M. G., Polyakov S. N., and Markeev A. M., Appl. Phys. Lett. 108 (24), 242905 (2016).
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Влияние экзосферы Земли на микродеструкцию материалов орбитальных станций Василяк Л. М., Пеклевский А. В., Прокопович С. П., Чикирев В. Н., Шубралова Е. В. 7
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Исследования матричных фотоприемных устройств на основе барьерных структур КРТ средневолнового ИК диапазона спектра Болтарь К. О., Бурлаков И. Д., Яковлева Н. И., Трухачёв А. В., Горн Д. И., Михайлов Н. Н. 14
Капсуляция фоторезистивных структур на основе коллоидных квантовых точек HgTe методом атомно-слоевого осаждения Медведев А. Г., Кузьмичёв Д. С., Сапцова О. А., Королева Т. В., Хакимов К. Т., Яковлев В. О., Пономаренко В. П., Попов В. С. 23
Эффективность применения корректора граничной частоты фильтра высоких частот, используемого в сканирующих крупноформатных фотоприёмных устройствах инфракрасного диапазона (ИК ФПУ) Абилов В. В., Стрельцов В. А., Савцов В. В. 31
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Действие неравновесной атмосферной плазмы на гидрофильность поверхности металлов Белоплотов Д. В., Скакун В. С., Сорокин Д. А., Соснин Э. А., Панарин В. А., Зайцев Б. А. 39
Нитризация почвы коронным разрядом Бычков В. Л., Степанов И. Г., Горячкин П. А., Шваров А. П., Бычков Д. В., Логунов А. А. 48
Влияние мощности источника плазмы и состава газовой смеси на параметры сформированных структур на карбиде кремния Климин В. С., Лысенко И. Е. 54
Исследование электрофизических характеристик однофазного плазмотрона с кольцевыми электродами при работе на воздухе Сафронов А. А., Дудник Ю. Д., Васильев М. И., Ширяев В. Н., Васильева О. Б., Никонов А. В., Наконечный Г. В. 59
ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Сравнительный анализ рефрактивных и спектральных свойств границы раздела бромида калия с бор-нитридными нанотрубками Кужаков П. В., Каманина Н. В. 66
Влияние стехиометрии и условий синтеза на фазовый состав, структуру и электрофизические свойства тонких пленок халькопиритов AgxCu1-xGaSe2 – перспективных электродов для фотоэлектрохимического разложения воды Ракитин В. В., Кулеметьев И. Д., Бакланова У. Р., Луценко Д. С., Станчик А. В., Рабенок Е. В., Гапанович М. В. 72
Сравнительный анализ спектров поглощения света в пленках фталоцианина цинка на разных подложках Расмагин С. И., Красовский В. И. 81
Сравнение различных методов для измерения модуля упругости Юнга наноструктурированных материалов на примере титана Усеинов А. С., Султанова Г. Х., Лактионов И. В., Федоткин А. П. 87
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Защитная решётка от УФ-излучения для проточных УФ-реакторов с низким аэродинамическим сопротивлением Науменко Д. Е., Колесник Н. А., Василяк Л. М. 94
Водородный генератор тока на основе диода Шоттки Pd/InP Шутаев В. А., Гребенщикова Е. А., Яковлев Ю. П. 101
ПЕРСОНАЛИИ
Юбилей Игоря Дмитриевича Бурлакова 106
ИНФОРМАЦИЯ
Правила для авторов 108
XXVIII Международная научно-техническая конференция по фотоэлектронике 111
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
The influence of the Earth’s exosphere on the micro-destruction of materials of space stations Vasilyak L. M., Peklevskiy A. V., Prokopovich S. P., Chikirev V. N., and Shubralova E. V. 7
PHOTOELECTRONICS
HgCdTe Barrier Focal Plane Arrays for the Mid-Wave Infrared Range Boltar K. O., Burlakov I. D., Iakovleva N. I., Trukhachev A. V., Gorn D. I., and Mikhailov N. N. 14
Encapsulation of photoresistive structures based on colloidal HgTe quantum dots by atomic layer deposition Medvedev A. G., Kuzmichev D. S., Saptsova O. A., Koroleva T. V., Khakimov K. T., Yakovlev V. O., Ponomarenko V. P., and Popov V. S. 23
Efficiency of applying a high-pass filter cutoff frequency corrector used in the infrared focal-plane array with time delay integration mode (IR-FPA) Abilov V. V., Streltsov V. A., and Savtsov V. V. 31
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
Effect of non-equilibrium atmospheric plasma on the hydrophilicity of metal surfaces Beloplotov D. V., Skakun V. S., Sorokin D. А., Sosnin E. А., Panarin V. А., and Zaitsev B. А. 39
Nitrization of soil by corona discharge Bychkov V. L., Stepanov I. G., Goryachkin P. A., Shvarov A. P., Bychkov D. V., and Logunov A. A. 48
Influence of plasma power and gas mixture composition on the formation of structures on silicon carbide Klimin V. S. and Lysenko I. E. 54
Study of the dynamics of arc discharge burning in a methane-hydrogen-containing atmosphere in an alternating current plasma torch Safronov А. A., Dudnik Yu. D., Vasilyev M. I., Shiryaev V. N., Vasilieva O. B., Nikonov A. V., and Nakonechnyi G. V. 59
PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS
Comparative analysis of the refractive and spectral properties of the potassium bromide with boron-nitride nanotubes interface Kuzhakov P. V. and Kamanina N. V. 66
Effect of stoichiometry and synthesis conditions on the phase composition, structure, and electrophysical properties of thin films of AgxCu1-xGaSe2 – chalcopyrites, promising electrodes for photoelectrochemical decomposition of water Rakitin V. V., Kulemetyev I. D., Baklanova U. R., Lutsenko D. S., Stanchik A. V., Rabenok E. V., and Gapanovich M. V. 72
Comparative analysis of absorption spectra in zinc phthalocyanine films on different substrates Rasmagin S. I. and Krasovskii V. I. 81
Application of different methods for measuring modulus of elasticity of nanostructured materials on the example of titanium Useinov A. S., Sultanova G. H., Laktionov I. V., and Fedotkin A. P. 87
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
UV protection grating for UV reactors with gas flow Naumenko D. E., Kolesnik N. A., and Vasilyak L. M. 94
Hydrogen current generator based on Pd/InP Schottky diode Shutaev V. A., Grebenshchikova E. A., and Yakovlev Yu. P. 101
PERSONALI
Anniversary of I. D. Burlakov 106
INFORMATION
Rules for authors 108
XXVIII International Scientific and Technical Conference on Photoelectronics 111
Другие статьи выпуска
Создан новый генератор тока на основе диода Шоттки Pd/InP площадью 1 мм2, работающий в атмосфере 100 % водорода в условиях полной темноты. Установлено, что в режиме короткого замыкания «водородный ток» диода Шоттки увеличивается почти на три порядка при увеличении температуры от 90 до 300 K. Показано, что увеличение «водородного тока» с ростом температуры связано с уменьшением высоты потенциального барьера диода в интервале температур 90–300 K. Предложен механизм управления величиной генерации «водородного тока» посредством изменения температуры диода Шоттки Pd/InP.
Анализ светозащитных решёток (П-образных, сотовых и жалюзийных) для проточных УФ-реакторов выявил противоречие между достижением высокого уровня экранирования УФ-излучения и низкого аэродинамического сопротивления. Для решения этой проблемы предложена жалюзийная решётка с уголковыми ламелями, дополненными прямолинейными входными и выходными участками. Численное моделирование и экспериментальные исследования показали, что уровень ослабления УФ-излучения у новой конструкции сопоставим с лучшим аналогом, которым является П-образная решётка, при снижении аэродинамического сопротивления в 9 раз. Достигнуто выравнивание потока в УФ-реакторе, снижение уровня шума ниже 40 дБ и уменьшение габаритов реактора без потери производительности.
Представлены результаты сравнительного исследования различных методов определения модуля упругости Юнга наноструктурированного титана, полученного методом равноканального углового прессования с последующим волочением. Рассмотрены подходы, основанные на модели Герца, методе инструментального индентирования по Оливеру–Фарру, а также на динамическом механическом анализе (ДМА). Показано, что все методы позволяют получить согласующиеся между собой значения модуля упругости, близкие к табличным данным, при этом различия связаны с фазой процесса нагружения, учитываемой в конкретной модели. Проанализированы особенности применения сферического индентора, позволяющего восстановить диаграмму истинных напряжений–деформаций. Показано, что при малых нагрузках определяющим фактором точности являются шероховатости индентора и исследуемой поверхности, а также уровень шумов. Сделан вывод о целесообразности измерения модуля Юнга методом инструментального индентирования с последующим использованием этой величины при восстановлении полной диаграммы напряжение–деформация по данным индентирования сферическим наконечником.
Созданы пленки бутилзамещенного фталоцианина цинка на различных подложках методом вакуумного напыления. Проведены оптические исследования полученных пленок, в ходе которых измерены их электронные спектры поглощения. Анализ характеристик электронных спектров поглощения показал зависимость свойств пленок бутилзамещенного фталоцианина цинка от природы подложек. Установлено, что кристаллическая форма пленок бутилзамещенного фталоцианина цинка на поверхностях органического и неорганического материала имеет, соответственно, метастабильную -фазу и стабильную -фазу. Выявлено значительное влияние взаимодействия между молекулами бутилзамещенного фталоцианина цинка и молекулами подложек на свойства пленок. Для возможного применения пленок бутилзамещенного фталоцианина цинка в качестве активного элемента в газовых сенсорах необходимо учитывать природу взаимодействия между молекулами бутилзамещенного фталоцианина цинка и молекулами подложек.
Изучено влияние стехиометрии и условий синтеза на фазовый состав, структуру и электрофизические свойства тонких пленок халькопиритов AgxCu1-xGaSe2 на подлож-ках Mo/MoOx.. Установлено, что для получения однофазных пленок наиболее оптима-лен отжиг в парах селена при T = 650 °C в течение времени от 15 мин до 30 мин. Для фотокатодов со структурой Mo/MoOx/Ag0.9Cu0.1GaSe2 получено рекордное значе-ние плотности фототока 1.763 мА/см2 (при Е = -0.517 В относительно 3М хлорсереб-ряного электрода) в условиях освещения, близких к AM1.5, по сравнению с устрой-ствами на основе подобных халькопиритов, описанных в мировой литературе.
Проведен анализ рефрактивных и спектральных свойств границы раздела бромида калия с бор-нитридными нанотрубками. Выполнены расчеты дисперсионных зависимостей показателя преломления бор – нитридных нанотрубок с разной хиральностью, а также дисперсионных зависимостей коэффициента отражения на границе раздела KBr-BNNT с разной хиральностью. Выявлен наиболее оптимальный тип хиральности бор–нитридной нанотрубки во всем исследованном спектральном диапазоне.
Приведены результаты исследования однофазного плазмотрона с кольцевыми электродами мощностью до 10 кВт. Измерения проводились с использованием медных кольцевых электродов при атмосферном давлении при расходе воздуха до 3,5 г/с. Проведено исследование развития разряда плазмотрона при двух положениях высокоскоростной камеры: первое – главная оптическая ось камеры совпадала с главной осью плазмотрона, вторая – главная оптическая ось камеры расположена перпендикулярно струе плазмы на выходе из плазмотрона. Получены временные зависимости интенсивности излучения плазмы внутри камеры и свободного плазменного факела. Проведено сравнение вычисленной по осциллограммам тока и напряжения мощности дуги с наблюдаемой интенсивностью излучения плазмы при фронтальном положении видеокамеры. Определено, что интенсивность излучения плазмы отражает эволюцию мощности дуги с коэффициентом корреляции 0,96.
Изучались процессы формирования структур на поверхности карбида кремния и вли-яние параметров процесса плазмохимической обработки на геометрические парамет-ры сформированных структур. Экспериментально установлены корреляции между мощностью индуктивно-связанной плазмы (ИСП), составом газовой смеси (O₂/SF₆/Ar) и ключевыми параметрами: высотой структур, шероховатостью поверхности и уг-лом наклона стенок. Показано, что увеличение мощности ИСП и концентрации SF₆ в газовой смеси приводит к росту скорости травления. В частности, при мощности ИСП 300 Вт и соотношении газов O₂/SF₆/Ar (81/7/11) достигнуты: высота структуры 983,62 37,64 нм, шероховатость поверхности 14,13 2,15 нм и угол наклона 74,63 1,87.
Проведены экспериментальные и теоретические исследования возможности нитризации дерновоподзолистой почвы. Полученные экспериментальные результаты показывают, что электропроводность образца пахотного горизонта дерновоподзолистой почвы растет со временем воздействия плазмы, электропроводность почвенной пасты после обработки в течение 2 часов равняется 285 мкСм/см, после обработки в течение 4 часов – 317 мкСм/см, при контрольном значении электропроводности образца 115 мкСм/см. Содержание нитратов в водной вытяжке из почвы показывает рост их концентрации за 2 часа обработки до 14,5 мг/л и дальнейшим снижением концентрации при обработке 4 часа 12,8 мг/л, по отношению к контрольному значению 9 мг/л. Расчеты показывают рост концентрации в плазме азотных компонентов. Их нарабатываемые концентрации достигают 51021 см–3, что по порядку величины близко к экспериментальному значению нарабатываемых нитратов за время эксперимента. Результаты подтверждают идею о возможности использования коронного разряда для нитризации бедных почв.
Определено сравнительное действие неравновесной плазмы атмосферного давления на краевой угол смачивания металлических поверхностей (Cu, нержавеющая сталь, сплав Al-Mg). При этом плазму формировали в апокампическом и наносекундном диффузном разрядах в воздухе и в плазменной струе аргона. Обработка в течение 15, 30, 60, 120 и 240 секунд выявила, что для получения максимальной гидрофильности во всех случаях достаточно 30–60 сек. Более простые в технической реализации апокампический разряд в воздухе и импульсный разряд в потоке аргона не уступают по способности к увеличению гидрофильности наносекундному атмосферному разряду. Отмечено частичное сохранение гидрофильных свойств в течение суток после всех трёх типов обработки.
Рассматривается принципиальное устройство БИС считывания сканирующих фотомодулей (ФМ) инфракрасного диапазона (ИК) с режимом временной задержки и накопления (ВЗН). Обозначена роль и влияние рекурсивного фильтра высоких частот (ФВЧ) во входных ячейках (ВЯ) БИС считывания на пороговые характеристики ФМ. Приведено математическое описание цифровой коррекции граничной частоты ФВЧ во входной ячейке. Описано устройство и принцип работы обучаемого классификатора, способного разделять ВЗН-каналы на группы по спектральной плотности мощности шума (СПМШ). Проведена коррекция граничной частоты ФВЧ ВЯ БИС считывания для большого количества ВЗН-каналов с разной СПМШ. Рассчитана эффективность применения этой коррекции для увеличения отношения сигнал/шум с учётом проведения стандартной для сканирующих ИК ФМ внутрикадровой обработки. Установлено, что пороговые характеристики без проведения оконной фильтрации в среднем улучшаются на 2,5 %, а с её проведением – всего на 1 %. Отмечено, что при большом количестве ВЗН-каналов с низкочастотным шумом коррекция может ухудшить пороговые характеристики на 1,5 %.
Исследованы матричные фотоприемные устройства (МФПУ) средневолнового ИК диапазона спектра (MWIR) на основе nBn-герероструктур с униполярными барьерами и с барьерами на основе сверхрешеток HgTe/CdHgTe. Измерены вольтамперные, спектральные характеристики и основные параметры фоточувствительных элементов (ФЧЭ) экспериментальных образцов МФПУ. Полученные результаты подтверждают возможность создания приборов на основе барьерных структур CdHgTe средневолнового ИК диапазона спектра.
Исследования по программе космического эксперимента «Тест» физико-химических свойств образующегося мелкодисперсного осадка на поверхности Международной космической станции (МКС) подтвердили возможность его активного участия в агрессивном влиянии собственной внешней атмосферы на развитие микродеструкции материалов МКС. Приведен пример влияния на герметичность уплотнений в иллюминаторах химических элементов высокого сродства к электрону из состава вулканических газов, достигающих поверхности МКС. Наличие графита на стеклах иллюминаторов, пробоотборниках и очистителях указывает на процессы деградации материалов уплотнителя, что может привести к утечкам газовой среды. Эксперимент «Тест» показал, что естественное загрязнение поверхности МКС космозолями требует рассмотрения старения материалов станции и их коррозионной устойчивости с учетом внешней среды.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400