Статья: Многофункциональные фотоприемники на основе кристаллов n-InSe (2014)

Приведены результаты разработки стенда, предназначенного для автоматизированного измерения параметров матричных фотоприемных устройств на основе InGaAs. Стенд позволяет проводить измерения удельной обнаружительной способности, вольтовой чувствительности, динамического диапазона, а также проводить поиск дефектных элементов. В статье рассмотрены вопросы отличия методик измерения параметров фотоприемных устройств первого и второго поколений, приведены методики расчета параметров матричных фотоприемных устройств на основе InGaAs.

Приведены результаты разработки установки исследования спектральной характеристики ультрафиолетового матричного фотоприемного устройства в диапазоне спектра 190—540 нм. Описан основной функционал установки и рассмотрен вопрос методики измерения.

Разработана универсальная установка измерения и контроля параметров электронных блоков фотоприемных устройств, позволяющая проводить тестирование сложных электронных блоков без монтажа специального оборудования и оснастки. Высокая универсальность установки заключается в наличии широкого набора средств для работы с цифровыми и аналоговыми сигналами, а также гибко настраиваемым программным обеспечением. Для подключения к измерительному тракту достаточно разработки жгутов и программного обеспечения, использующего модули АЦП, ЦАП, порты цифрового ввода-вывода и стандартное контрольно-измерительное оборудование, размещенное в 19’ серверной стойке, управляемое по интерфейсам IVI, NI DAQ, SCPI и VISA. В качестве примера применения измерительной установки представлены исследования характеристик электронного тракта блока телеметрии

Для кристаллографического анализа гетероэпитаксиальных структур теллурида кадмия-ртути использованы высокоточные методы микроскопии высокого разрешения, рентгеновской дифрактометрии, энергодисперсионного и микрорентгеновского анализа. Определен количественный состав химических компонентов внутри области структурного V-дефекта. Определены значения углов Брэгговского отражения, которые составили 47,1—47,5 градуса, и полуширины кривой качания, которая по измеренным образцам составила 74˝.

Исследовано влияние толщины фоточувствительного слоя в МФПУ на основе антимонида индия на одноточечную дефектность и чувствительность до и после утоньшения. На большом объеме матричных фотоприемников (МФП) установлено отсутствие увеличения одноточечной дефектности после утоньшения. Показана возможность изготовления МФП в области диапазона толщин 8÷12 мкм в случае улучшения контроля толщины без уменьшения процента выхода годных. В этом случае должна отсутствовать корреляция между чувствительностями до и после утоньшения, то есть исключено влияние величины объемной диффузионной длины неосновных носителей заряда на квантовый выход МФП после утоньшения, а также должны быть меньше величина разброса чувствительности после утоньшения и меньше взаимосвязь.

Рассмотрены особенности построения гетероструктур на основе InGaAs, предназначенных для изготовления быстродействующих фотоприемных устройств коротковолнового диапазона спектра. Проведен анализ их структурного совершенства и морфологии поверхности. Анализ показал, что исследуемые структуры обладают наношероховатой поверхностью с малым количеством дефектов и структурных несовершенств. Плотность дефектов составила ~ 5 см-2, средневквадратичное значение шероховатости ~ 0,8 нм, выявлены структурные особенности роста эпитаксиальных слоев.

Исследовано влияние светового отжига на напряжение пробоя фотодиодов на пластинах InSb, объемную диффузионную длину неосновных носителей заряда и одноточечную дефектность матричных фотоприемников (МФП) на основе InSb, изготовленных из различных слитков. Обнаружено, что объемная диффузионная длина неосновных носителей заряда в среднем меньше для светового отжига по сравнению со стандартным отжигом в печи для всех исследованных слитков InSb. Установлено отсутствие ухудшения величины напряжения пробоя на пластинах InSb, прошедших световой отжиг, по сравнению с отжигом в печи. Тот факт, что разброс одноточечной дефектности МФП оказался больше разницы средних значений дефектности при различных методах отжига свидетельствует о том, что дефектность фотодиодов не связана с методом отжига.

Исследована температурная зависимость диффузионной длины неосновных носителей заряда в активном фоточувствительном слое матричного фотоприёмного устройства на основе гетероэпитаксиальной структуры КРТ, выращенной методом молекулярнолучевой эпитаксии.

В работе приведены результаты исследований электролюминесценции и фотоэлектрических свойств монолитной диодной матрицы 33 на основе одиночной гетероструктуры р-InAsSbP/n-InAs/n+-InAs, чувствительной/излучающей на длинах волн вблизи 3,3 мкм в области рабочих температур -20….+80 оС. Рассмотрены возможности формирования как положительного, так и отрицательного эквивалента теплового контраста.

Проведены экспериментальные исследования сильного локального взаимодействия микроплазменных разрядов с образцами из стали–45 при возбуждении импульсных электрических токов в разрядах с амплитудами от 100 до 600 А. При этом на поверхности образцов формируется сплошной переплавленный слой, который характеризуется сильно измененными микрогеометрическими, физическими и триботехническими свойствами металла. Определены режимы возбуждения микроплазменных разрядов, в результате воздействия которых на поверхности образцов создается развитый микрорельеф. Его прочностные свойства существенно превосходят соответствующие характеристики стальных образцов после стандартной термической закалки.

Проведено исследование зависимости временных параметров процесса коммутации вакуумного промежутка под действием импульса лазерного излучения наносекундной длительности, падающего на катод, от энергии излучения. На основе полученных экспериментальных данных выдвинуто предположение о том, что под действием импульса лазерного излучения в продуктах эрозии электродов зажигается первоначально тлеющий разряд, который в результате развития ионизационно-перегревной неустойчивости испытывает контрактацию токового канала и переходит в дуговой. При величине энергии излучения, превышающей пороговое значение, падающее на катод излучение непосредственно ускоряет процесс развития неустойчивости и переход тлеющего разряда в дуговой за счет поглощения излучения в плазме разряда.

Неднородное аксиально-симметричное магнитное поле, созданное внешним источником, оказало в разряде вакуумной дуги стабилизирующее воздействие на напряжение инициирующего пробоя по поверхности твердотельного диэлектрика. В качестве объяснения предложен механизм формирования плазменного потока, очищающего поверхность диэлектрика от проводящих продуктов эрозии элементов разрядного устройства.

В работе исследованы микроструктура и элементный состав нанесённой на поверхность текстолита плёнки в окрестности точки его электрического пробоя. Цель исследования связана с необходимостью разработки новых диэлектрических материалов, способных противостоять разрушительному воздействию электрического поля, микроразрядов, а также озона, являющегося очень активным элементом, в разрядной ячейке диэлектрического барьерного разряда в воздухе при атмосферном давлении.

В работе экспериментально исследуется влияние на поверхностное натяжение воды различных внешних факторов, таких как намагничивание, воздействие электрическим разрядом, воздействие СВЧ-излучения, насыщение воздухом и озоном, обогащение металлическими ионами. Показано, что эти воздействия приводят к уменьшению коэффициента поверхностного натяжения питьевой воды, причем уменьшение коэффициента  существенно зависит от рода и степени воздействия.

Рентгенофлуоресцентный анализ состава вещества (РФА) является распространенным методом, позволяющим определять широкий спектр химических элементов. Настоящая работа посвящена разработке математической модели процесса формирования сигнала вторичной флуоресценции в РФА.

Методом инфракрасной и оптической микроскопии исследованы включения второй фазы и преципитаты микронных размеров в кристаллах CdZnTe. Предложено классифицировать данные типы дефектов по виду границы раздела дефект-матрица, видимую в оптическом микроскопе после селективного травления образцов. Для более точного исследования границы раздела использовался метод растровой электронной микроскопии. Методом энергодисперсионного анализа определен состав исследуемых дефектов.

Предложен режим акустооптической модуляции многоцветного излучения Ar-лазера, который обеспечивает пропорциональное изменение интенсивности монохроматических компонент многоцветного излучения в процессе изменения мощности звука. Режим основан на использовании разных величин фазовой расстройки брэгговского синхронизма для разных лучей многоцветного излучения. Вариант проверен экспериментально на примере дифракции света на звуке многоцветного излучения Ar- лазера в кристаллическом кварце.