Идея рассмотренного в данной статье термоэлектрического холодильника зиждется на использовании в качестве рабочего эффекта анизотропии термоЭДС. Эта идея не нова. Во второй половине прошлого столетия очень интенсивно и объемно исследовались возможности применения указанной анизотропии для конструирования генераторов термоЭДС. В настоящей работе приведена теория анизотропного термоэлектрического холодильника, боковые грани которого адиабатически изолированы от внешней среды. Такой холодильник мог бы быть использован для охлаждения микроэлектронных приборов, т. е. таких, которые выделяют мизерное количество тепла. Отличительной особенностью этого холодильника по сравнению со стандартным холодильником Пельтье является то, что он более прост в конструктивном и технологическом отношении. В работе рассчитано возможное снижение температуры, предложен вариант конструкции холодильника.
В статье исследуется влияние анизотропии теплопроводности на распределение температуры в твердом теле. Рассмотрены два случая. В первом — считается, что среда обладает естественной анизотропией теплопроводности. При этом методом малого параметра найдено распределение температуры и показано, что оно является двумерным. Двумерным является также и тепловой поток внутри образца. Эти результаты не совпадают с известными из литературы, в которой изначально полагается, что поперечный поток тепла в средней части образца отсутствует. Этот результат распространен также на гиротропную среду. На этом основании уточнено определение эффекта Риги-Ледюка, а также показано, что анизотропия теплопроводности приводит к возникновению поперечного перепада температур.
Рассмотрены новые модели криогенных гальванотермомагнитных холодильников, которые ранее не обсуждались, но которые приводят к глубокому охлаждению в области криогенных температур. Такие холодильники можно было бы использовать для охлаждения разного рода низкотемпературных микроэлектронных датчиков. В статье приведены расчетные зависимости температуры охлаждения от плотности электрического тока, из которых следует, что предложенные холодильники обладают потенциально высокой эффективностью использования. Поэтому их можно рекомендовать для практического использования. Сделан анализ полученных результатов, описан механизм охлаждения, даны практические рекомендации.
В работе проведено исследование режимов производственных операций одностороннего шлифования и полирования подложек приборных пластин сапфира и карбида кремния с целью получения высокого качества обработанной поверхности. При достижении в течение операций шлифования и полирования толщины подложки 150 мкм получено высокое качество поверхности с показателем шероховатости около 2 нм и разбросом по толщине пластины не более 2 мкм.
Выполнено численное моделирование течения плазмы для одного из конкретных конструктивных вариантов технологического ВЧИ-плазмотрона с трехвитковым индуктором и частотой тока 3 МГц. В качестве плазмообразующего газа рассмотрена смесь аргона с водородом при объемной концентрации водорода от 0 до 10 %. Рассчитаны распределения электромагнитных полей и всех теплогазодинамических параметров потока плазмы. Показано, что при величине амплитуды тока разряда выше определенного критического значения JКР, зависящего от , происходит изменение режима течения плазмы из потенциального в вихревое, при котором в зоне энерговыделения образуется тороидальный вихрь. Установлена зависимость величины критического тока JКР от объемной концентрации водорода . Определено влияние и тока разряда JК на интенсивность и координаты положения центра возникающей вихревой трубки.
Экспериментально исследованы физические процессы в сверхтонкой газоразрядной ячейке с полупроводниковым электродом из кремния, легированного серой. Проделан теоретический расчет для предельной регистрируемой мощности излучения фотоприемника в газоразрядной ячейке с учетом параметров кремния, легированного серой. Экспериментально подтверждаются закономерности эффекта фотоэлектрического гистерезиса с фотоприемником из кремния, легированного серой, и обнаруженного ранее с фотоприемником из кремния, легированного платиной, в газоразрядной ячейке. На базе этих исследований создана высокочувствительная полупроводниковая фотографическая ионизационная камера (ПФИК).
В работе представлена компактная модель МОП-транзистора для криогенных температур на основе линеаризации инверсионного заряда. В базовую электростатику ядра модели включено влияние заряда поверхностных состояний с экспоненциальным энергетическим распределением, зависящего от напряжения. Выведены уравнения для тока канала и полных зарядов для квазистатической динамической модели через инверсионный заряд. Точность модели была подтверждена с помощью приборно-технологического моделирования в TCAD.
В работе представлена физическая аналитическая компактная модель МОПтранзистора, работающего от комнатной до глубоко криогенной температуры, основанная на линеаризации заряда инверсионного слоя. Показано влияние вымораживания подложки и ионизации примеси, индуцированной полем, на электростатику транзистора. Температурное масштабирование ядра модели было получено с использованием точных уравнений для ширины запрещенной зоны, эффективной плотности состояний, уровня Ферми, энергии ионизации. Основное соотношение для инверсионного заряда с внешними напряжениями было дополнено эффектом неполной ионизации. Выведено уравнение для тока канала через инверсионные заряды, и расчеты были подтверждены с помощью приборно-технологического моделирования в TCAD.
Получены зависимости отношения сигнал/шум от напряжения питания и температуры для кремниевых фотоэлетронных умножителей. Определены напряжения питания кремниевых фотоэлетронных умножителей, при которых наблюдается их максимальная чувствительность.
Проведены численные расчеты течения плазмы аргона в канале высокочастотного индукционного (ВЧИ) плазмотрона. Численное моделирование выполнено в пакете прикладных программ ANSYS CFX (14.5) для одного из конкретных конструктивных вариантов технологического ВЧИ-плазмотрона с трехвитковым индуктором при амплитуде тока разряда из диапазона JK = 80–250 A (с частотой 3 МГц). Показано, что, в зависимости от величин амплитуды тока разряда JK и расхода транспортирующего газа Q1 через осевой канал, могут иметь место три режима течения плазмы в канале ВЧИ-плазмотрона, а именно: потенциальный (безвихревой) режим и два вихревых режима с двумя различными формами вихревого образования, возникающего перед зоной энерговыделения с центром приблизительно в сечении первого витка индуктора. В координатах JK-Q1 построена диаграмма, определяющая области различных режимов течения плазмы. Рассчитаны основные параметры вихревых образований.