В работе представлены результаты разработки и реализации нового конструктивного варианта пикселя микроболометра, основным отличием от аналогичных известных конструкций которого является использование тонких пленок тантала в качестве поглощающего материала. Использование предлагаемых материалов и толщин слоев, составляющих пиксель, позволяет увеличить и достичь 98 % поглощения ИК-излучения при неоднородности 2,5 % в спектральном диапазоне 8—14 мкм, а также уравнять коэффициенты и достичь равномерности поглощения в спектральном диапазоне 3—5 мкм и 8—14 мкм, повысить быстродействие и чувствительность. Снижение толщины слоев приводит к увеличению температуры пикселя в 3 раза с соответственным увеличением чувствительности болометра, но при сохранении его динамических характеристик.
В ходе исследования были сняты спектральные характеристики всех элементов матричного фотоприёмного устройства (МФПУ). Были обнаружены различия в принимаемых спектрах соседних элементов. Найдены закономерности в изменении правой границы спектральной чувствительности. Исследование позволит увеличить точность у разрабатываемых и изготавливаемых МФПУ.
Экспериментально исследовано влияние наличия приповерхностных варизонных слоев с повышенным содержанием CdTe на адмиттанс МДП-структур на основе МЛЭ n-Hg1-xCdxTe (x = 0,22—0,23) с Al2O3 в качестве диэлектрического покрытия. Показано, что для структур с варизонным слоем характерна бóльшая глубина и ширина провала емкости на низкочастотной вольт-фарадной характеристике, а также бóльшие значения дифференциального сопротивления области пространственного заряда, чем для структур без варизонного слоя. Установлено, что основные особенности гистерезиса емкостных зависимостей, характерные для варизонных структур с SiO2/Si3N4, наблюдаются и для МДП-структур с Al2O3. Причины увеличения гистерезиса ВФХ при создании варизонного слоя в структурах с SiO2/Si3N4 или с Al2O3 остаются дискуссионными, хотя можно предположить, что определенную роль в формировании гистерезиса играет кислород.
Показана возможность получения ионов бора в плазме, создаваемой электронным пучком форвакуумного плазменного источника. Генерация ионов бора осуществлялась в результате электронно-лучевого испарении бора с последующей ионизацией атомов бора этим же пучком ускоренных электронов. Приведены результаты измерения состава пучковой плазмы, полученные с применением модифицированного квадрупольного масс-спектрометра RGA–100. Масс-спектры ионов плазмы при испарении бора демонстрируют появление однозарядных ионов бора, доля которых росла с увеличением плотности мощности пучка. Элементный состав покрытия, осажденного на титановую подложку, показывает присутствие доли атомов бора порядка 30—35 % ат. Постоянство элементного состава покрытия по его толщине свидетельствует о стабильности и равномерности процесса его нанесения. Фотография поверхности титанового образца с осажденным покрытием демонстрирует наличие гладкого сплошного поликристаллического слоя с плоской поверхностью. Результаты свидетельствует об успешном применении форвакуумного электронного источника для испарения бора и осаждения однородного борсодержащего покрытия.
Проведены экспериментальные исследования диффузных разрядов в газах повышенного давления при неоднородном распределении электрического поля в промежутке. Показано, что при положительной полярности электрода с малым радиусом кривизны в азоте и воздухе генерируется характеристическое излучение (K-линия азота). Тормозное рентгеновское излучение из анода зарегистрировано в воздухе атмосферного давления при амплитуде падающей волны импульса напряжения 12 кВ.
Представлены экспериментальные данные о параметрах плазмы и о составе газообразных продуктов при обработке ткани из полиэтилентерефталата в плазме пониженного давления (50—300 Па) в аргоне. Анализ газовой фазы проводили методами эмиссионной спектроскопии и масс-спектрометрии. При различной площади обрабатываемого материала измерена напряженность электрического поля и температура газа на оси разряда, мольные доли продуктов деструкции полимера. Рассчитана функция распределения электронов по энергиям. Показано, что с увеличением площади обрабатываемого материала в реакторе изменяется приведенная напряженность электрического поля, температура газа, средняя энергия электронов и коэффициенты скоростей процессов с участием электронов. Спектры излучения плазмы показали, что диссоциация продуктов деструкции полимера приводит к изменению состава активных частиц плазмы: а именно, к образованию атомов О, Н и радикалов ОН.
Рассмотрена зависимость характеристик емкостного ВЧ-разряда в геометрии источника плазмы с замкнутым дрейфом электронов от способности внешней электрической цепи пропускать постоянный ток. Приведены энергетические распределения получаемых посредством подобного разряда ионных потоков для случаев замкнутых и разомкнутых по постоянному току электрических цепей, к которым подключён разряд.
Реализована численная модель расчета параметров высокочастотного индукционного (ВЧИ) плазмотрона с газовым охлаждением. Численное моделирование выполнено в пакете прикладных программ ANSYS CFX (14.5) для одного из конкретных конструктивных вариантов технологического ВЧИ-плазмотрона с трехвитковым индуктором и с амплитудой тока из диапазона JK = 50—170 A (с частотой 3 МГц). В качестве плазмообразующего газа рассмотрен аргон. Выявлена особенность распределения поля скорости в канале плазмотрона, а именно, образование тороидального вихревого течения с центром приблизительно в сечении первого витка индуктора. Установлено, что возникновение вихревого течения имеет место при превышении тока разряда некоторого критического значения. Основной причиной формирования вихря является действие радиальной компоненты электромагнитной силы, обуславливающей образование области повышенного давления на оси плазмотрона в срединной зоне индуктора. Определено влияние тока разряда, скорости (расхода) транспортирующего газа через осевой канал и его длины на интенсивность вихревой трубки.
Путем уточнения ранее предложенной математической модели стационарного открытого разряда проведено исследование пространственного распределения потенциала электрического поля. Показано, что в большей части катодного слоя потенциал описывается степенной зависимостью с показателем степени 5/3, что отличается от квадратичной зависимости, использованной ранее в различных работах, включая модель открытого разряда. Однако численная погрешность квадратичной зависимости не превышает 20 %.
В работе исследуется диффузионный режим привязки электрической дуги постоянного тока в среде аргона атмосферного давления к катоду из чистого вольфрама в виде конуса с углом при вершине 60°. Проведено сравнение результатов эксперимента с данными других исследований по дуговым разрядам, где в качестве катодов применялся лантанированный (W-2% La2O3) или торированный (W-2% ThO2) вольфрам. В результате экспериментальных исследований при силе тока 200 А получены следующие значения максимальной температуры на оси разряда, концентрации электронов и максимальной температуры поверхности катода: Te = 2,6 эВ, ne = 1,5×1017 см-3, 3800 К соответственно. Результаты сравнения параметров плазмы вблизи острия катода и температуры поверхности электрода в месте привязки дуги могут быть использованы при разработке оборудования и технологий с применением электродуговых разрядов.