Научный архив: статьи

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.

Проведён анализ основных сдерживающих факторов увеличения формата охлаждаемых гибридных фотоприёмных устройств (ФПУ). Таких как не плоские формы поверхностей кремниевых мультиплексоров (БИС) и массива фоточувствительных элементов (ФЧЭ), и их разное изменение размеров при охлаждении ФПУ до рабочих температур. Рассмотрено влияния уровня развития технологии изготовления БИС и ФЧЭ, а так же оптической системы ФПУ на увеличения его формата. Выяснено, что основными сдерживающими факторами увеличения формата охлаждаемых ФПУ на основе HgCdTe являются разное изменение размеров БИС и ФЧЭ при охлаждении ФПУ до рабочих температур и наиболее значимым не плоские формы поверхностей БИС и ФЧЭ. Предложено решение увеличения формата охлаждаемых фотоприёмников использованием нескольких БИС и ФЧЭ меньшей площади, установленных в стык друг к другу, что снимает выявленные ограничения при изготовлении широкоформатных охлаждаемых фотоприёмников.

Проведен сравнительный анализ ведущих аналитических, численных и экспериментальных методов прогнозирования и контроля порога перколяции для установления концептуальной связи между моделями для чисто математических сетей и физическими системами, в частности, полимерными нанокомпозитами. Анализ произведен с помощью моделей прогнозирования: метода Монте-Карло, спектрального метода и теория исключенного объема. Рассмотрена концепция двойной перколяции и и in-situ сольвотермическое восстановление оксида графена непосредственно в полимерной матрице для достижения равномерного распределения наполнителя. Однако достижение минимально возможного порога перколяции может быть нежелательным, если это ставит под угрозу структурную целостность материала. Настоящий анализ демонстрирует значительный прогресс в прогнозировании и контроле порога перколяции стохастических систем.

Для увеличения плотности элементов микросхем при фотолитографии предложено использовать лазерно-плазменные источники при оптическом пробое. Наивысшая эффективность генерации излучения в рентгеновском диапазоне на длине волны 6,7 нм достигается при использовании плазмы тугоплавких редкоземельных элементов гадолиния и иттербия в газовой фазе. Рассматриваются основные параметры и варианты построения устройства формирования мишени для оптического пробоя на основе аналога – электродугового источника плазмы на парах щелочного металла. Проведено исследование требований к устройству: выполнены термо- и газодинамические расчеты и оценки. В качестве нагревателя предложено использовать нагрев генератором электронного пучка на основе открытого разряда в буферном газе. Выполнены расчеты длины пробега электронов и плотности энерговыделения в плазме. Приведены оценки энергетической эффективности создания мишени при нагреве устройства пучком электронов.

Исследованы оптические свойства наносекундных разрядов, возбуждаемых импульсами напряжения длительностью 0,7 и 13 нс, в воздухе с различной влажностью при атмосферном давлении. Изучен переход от диффузного разряда к контрагированному, который имеет неоднородное распределение излучения по длине промежутка. Получены оптические эмиссионные спектры плазмы данных разрядов в различных режимах. Подтверждено, что при наносекундном пробое возникает диффузный «канал» плазмы (диффузный разряд) в результате слияния встречных стримеров большого диаметра. Установлено, что при относительно большой длительности импульса в промежутке вначале формируется диффузный разряд, который затем контрагирует. Канал разряда при этом состоит из отдельных филаментов и характеризуется свечением белого цвета. Показано, что спектры излучения плазмы диффузного и контрагированного разрядов отличаются друг от друга наличием широкополосного континуума, а также интенсивных атомарных и ионных линий кислорода, азота, водорода и материала электродов. Установлено, что увеличение относительной влажности воздуха повышает спектральную плотность энергии излучения атомов и ионов металла и широкополосного излучения. Выдвинуто предположение, объясняющее появление широкополосного континуума во влажном воздухе при контрагированном разряда.

Обзор содержит информацию о разнообразных реализованных способах создания низкотемпературной плазмы, используемой для конверсии углеводородов и спиртов в полезные продукты (водород, ацетилен). Даны примеры устройств для генерации плазмы н основе дуговых, барьерных, электронно-пучковых, и СВЧ-разрядов как в газовой среде, так и в жидкостях.

Проведены исследования отечественных Ge-подложек диаметром 100 мм и толщиной 140 мкм, что позволило по результатам скорректировать технологический производственный процесс и привело к увеличению эффективности фотопреобразования серийно изготавливаемых с применением метода МОС-гидридной эпитаксии каскадных солнечных элементов GaInP/GaAs/Ge – достигнутый КПД составляет 29 %, что находится на уровне мировых аналогов.