Прикладная физика

Рассмотрены особенности генерации нейтронного излучения небольшими камерами плазменного фокуса при работе в составе субкилоджоульного нейтронного генератора с запасаемой энергией от 200 до 1000 Дж. Амплитуда разрядного тока через камеры составляла от 100 до 200 кА, при этом обеспечивается выход нейтронов с энергией 2,5 МэВ на уровне 105–107 нейтр./имп. Приведены экспериментальные исследования оптимальных режимов работы камер в составе субкилоджоульного генератора для обеспечения максимального уровня выхода нейтронов. Изучена стабильность генерации нейтронного излучения, в частности показано, что введение примеси Ar парциальным давлением 0,5¸0,8 Торр в объеме камеры приводит к снижению относительного среднего квадратического отклонения выхода нейтронов на камерах плазменного фокуса с дейтериевым наполнением.

Впервые создан плазменный мазер, работающий по принципу СВЧ-генератора на линии с магнитной самоизоляцией (magnetically insulated transmission line oscillator, MILO). Для получения одиночных импульсов напряжения 550 кВ и длительностью 3 нс использовался генератор с импедансом 33 Ом. Малая длительность импульса определяла режим работы мазера – сверхширокополосное усиление шума в полосе частот от 0,6 до 5 ГГц. Максимальное измеренное электрическое поле волны соответствовало мощности излучения свыше 500 МВт.

Пористые слои полупроводниковых оксидных материалов привлекают все большее внимание как потенциальные материалы для использования в различных приложениях, требующих большой удельной поверхности (катализаторы, датчики, суперконденсаторы, фотоэлектрохимические преобразователи энергии и др.). В работе пред-ложен двухстадийный способ формирования микропористых слоев ZnO, заключающийся в предварительном формировании композитных слоев ZnO–Zn и последующем их вакуумном отжиге. На основании данных рентгеновской дифракции, растровой электронной микроскопии, рентгеновской энергодисперсионной спектроскопии показано, что часовой вакуумный отжиг композитных слоев при 400 оC приводит к полному удалению избыточного цинка, в результате чего формируются слои ZnO с микропористой структурой.

Описаны результаты эксперимента по осаждению тонкопленочного магнито-диэлектрического покрытия при последовательном электронно-лучевом испарении в гелии и кислороде форвакуумного диапазона давлений (5 Па) мишени из стали и алюмооксидной керамики. Методом ферромагнитного резонанса продемонстрировано наличие у покрытия магнитных свойств, рентгенографическое исследование под-твердило наличие в покрытии магнитного оксида Fe3O4, а измеренные оптическим профилометром толщины покрытий составили 3–6 мкм.

Исследованы температурные зависимости удельной электропроводности и на основе уравнений Максвелла проведена оценка вклада образующихся новых фаз в общую про-водимость полученных сплавов в диапазоне температур 460–720 К. Обнаружено, что в сплавах с примесями от 5 мол. % до 10 мол. % Еа не меняется и составляет 0,11 эВ. Также получено значение энергии активации проводимости PbTe при комнатной температуре, Еа = 0,36 эВ, которое хорошо согласуется с литературными данными.

Исследуется изменение электрических характеристик светодиодных структур на основе InGaN/GaN, вызванное протеканием тока большой величины в импульсном режиме. Обнаружено устойчивое переключение между высокопроводящим (резистивным) и низкопроводящим (диодным) состояниями, сопровождающееся сменой механизма токопереноса. В качестве основного механизма переключения рассматривается перемещение подвижных дефектов и образование проводящих нитей (каналов) в области пространственного заряда.

Рассматриваются особенности измерения порогового потока сканирующих ИК ФПУ при проецировании в плоскость матрицы фоточувствительных элементов изображения малоразмерного объекта, показано, что существующая методика измерения порогового потока ИК ФПУ не позволяет получить корректный результат без учёта формы и размеров фоточувствительного элемента (ФЧЭ). Описана новая методика оценки формы и размеров ФЧЭ, основанная на применении итерационного метода деконволюции Ричардсона-Люси. Представлены результаты применения предложенной методики на реальных фотоприёмных модулях (ФМ). Обнаружены существенные отличия в размерах ФЧЭ разных субматриц ФМ. Предложено использовать изображение горизонтальной щели для коррекции неравномерности вольтовой чувствительности.

Приведены результаты разработки модуля мощного фотодетектора СВЧ диапазона для использования в волоконно-оптических системах передачи аналогового сигнала на длинах волн оптической несущей 1,31 и 1,55 мкм. Модуль фотодетектора выполнен в герметичном корпусе. Диапазон рабочих частот фотодетектора составляет от 0 до 16 ГГц. Для изготовления модуля был использован мощный фотодиод на основе гетероструктуры InGaAs/InAlAs/InP, обеспечивающий максимальную мощность входного оптического излучения более 60 мВт при чувствительности 0,8 А/Вт.

Приводятся результаты экспериментальных исследований интенсивности собственного вакуумного ультрафиолетового (ВУФ) излучения разряда в водороде, поддерживаемого в открытой магнитной ловушке мощным излучением гиротрона (частотой f = 28 ГГц и мощностью до Pgyr = 5 кВт) в условиях электронного циклотронного резонанса (ЭЦР) в непрерывном режиме. Были определены параметры, соответствующие оптимальным условиям генерации ВУФ-излучения плазмой ЭЦР-разряда. Показано, что мощность излучения в диапазоне l = 120–160 нм достигает W = 0,75 кВт, что соответствует эффективности в h = 20 %.

Изготовлена наноструктурированная керамика состава YBCO с заданной плотностью и оптимально насыщенная кислородом. Изучено влияние плазменной обработки в течение 60 сек на структуру и свойства поверхности мишени YBCO, расположен-ной на расстоянии 20 мм от среза сопла плазмотрона. Определены тепловые потоки, передаваемые плазмой при различных значениях силы тока, расхода газа и расстояния от среза сопла. Представлены результаты исследований структуры и свойств образца до и после воздействия. Установлено, что начало перехода в сверхпроводящее состояние (Тс,нач) для образцов, до и после воздействия плазмы, осталось неизменной и составляет 91 К.

Исследованы особенности работы разрядной системы на основе планарного магнетрона с дополнительной инжекцией электронов и коническим отражающим электродом. Инжекция электронов осуществлялась из тлеющего разряда с полым катодом, размещенным с обратной стороны мишени. Мишень магнетронного разряда диаметром 125 мм была выполнена из меди. Давление рабочего газа (аргон) варьировалось в диапазоне от 3 до 0,5 мТорр. Разряды функционировали в непрерывном режиме. Представлены результаты влияния отражающего электрода на радиальную однородность генерируемой плазмы, а также степень его распыления. Исследовано влияние рабочего давления на радиальную однородность, поверхностную и фазовую структура осаждаемых пленок меди.

Рассмотрены методы обработки акустического сигнала полученного при оптоакустическом эффекте в жидкости. Предложена 12-ти слойная сверточная нейронная сеть, обученная путем минимизации потерь среднего квадратного отклонения. Обработан экспериментально полученный акустический сигнал полученный при оптоакустическом эффекте. Рассмотрена схема решения обратной задачи оптоакустической реконструкцией изображений. Результаты исследования показывают, что нейронная сеть с глубоким обучением, с помощью обучения на основе самоконтроля, может достичь более высокой точности реконструкции с меньшими временными.

Экспериментально и методом компьютерного моделирования исследованы спектры резонансного рассеяния основных низших мод диэлектрического цилиндра, возбуждаемого линейно поляризованной электромагнитной волной ГГц диапазона частот.

В полученных спектрах в ГГц диапазоне частот наблюдаются резонансы магнитного и электрического диполя и квадруполя. Вихревые токи смещения в диэлектрике приводят к возникновению магнитного диполя и возникновению отрицательной магнитной восприимчивости в области основного резонанса. Результаты эксперимента и численного моделирования хорошо совпадают.