Методами магнитно-силовой микроскопии (МСМ) и электронной оже-спектроскопии (ЭОС) исследованы плёночные образцы полумагнитного полупроводника на основе CdS, полученные термическим испарением и легированные Fe из поверхностного наноразмерного источника посредством отжига. Свойства слоев CdS: Fe определяются наличием отдельных атомов Fe, растворенных в CdS, и расположением наноразмерных фаз с ферромагнитными свойствами. Совместный анализ результатов МСМ, ЭОС и температурной зависимости магнитной восприимчивости позволил идентифицировать два типа наноразмерных магнитных фаз – FeS и Fe2O3, расположенных в пленке твердого раствора CdхFe1-xS.
Методами нейтронографии и высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии исследованы структурные характеристики гетероструктур на основе гетеропары InGaAs/GaAs, в том числе многослойной периодической гетероструктуры с квантовыми ямами InGaAs, содержащей 30 периодов. Продемонстрированы необходимость измерения карт обратного пространства около симметричных и асимметричных узлов отражения в дополнение к кривым дифракционного отражения для выявления качественных и количественных параметров кристаллической структуры гетероэпитаксиальных материалов, а также возможность применения такого измерения не только для гетероструктур, представляющих собой одиночный слой на подложке, а также для многослойных периодических эпитаксиальных структур. По результатам измерений методом рентгеновской дифрактометрии вычислены параметры кристаллических решёток слоёв InGaAs и GaAs в вертикальном и латеральном направлениях относительно плоскости поверхности подложки, толщины слоёв l и состав x твёрдого раствора InxGa1-xAs в гетероструктурах, оценена степень релаксации слоёв по измерениям карт обратного пространства около асимметричных узлов отражения. Методом нейтронографии была измерена многослойная гетероструктура, получен профиль толщины слоёв сверхрешётки по глубине структуры, оценены средние значения толщин квантовых ям InGaAs и барьеров GaAs. Установлено соответствие между результатами измерений средних толщин слоёв и периода сверхрешётки для многослойной периодической гетероструктуры различными методами, а также с технологическими ростовыми данными.
Статья посвящена изготовлению и исследованию свойств фоточувствительных элементов на основе теллурида висмута. В работе методом жидкостной эксфолиации получены суспензии 2D-материала на основе теллурида висмута в органическом растворителе без использования дополнительных поверхностно-активных веществ. Размеры двумерных листов в суспензии составили в среднем 200–300 нм при толщине 2–2,5 нм. Изготовлены фоточувствительные элементы резистивного типа методом drop-casting. Исследованы фотоотклики чувствительных элементов при комнатной температуре и температуре жидкого азота.
Разработано устройство для рафинирования металлургического кремния в плазме электронного пучка в сверхзвуковом потоке газа. Представлено описание и демонстрация возможностей электронно-пучкового метода и плазмы на его основе для удаления примесей из металлургического кремния в условиях форвакуумного диапазона давлений. На лабораторном оборудовании получены образцы кремния в варианте окислительного рафинирования с использованием паров воды.
Рекордная теплопроводность алмаза (до 24 Вт/см К) делает его предпочтительным материалом теплоотводов в электронике. Для практического решения таких задач слои поликристаллического алмаза (ПКА) должны быть синтезированы на подложках диаметром не менее 2 дюймов методом химического осаждения из газовой фазы. Типичными проблемами для таких ПКА пленок являются неоднородность и высокие значения механических напряжений, связанных с различием коэффициентов теплового расширения алмаза и кремния. В данной работе на основе моделирования электронного поля был разработан, изготовлен и затем испытан в СВЧ-реакторе ARDIS-100 держатель пьедестальной геометрии. С использованием такого держателя на подложке кремния толщиной 0,35 мм и диаметром 2 дюйма был синтезирован слой ПКА толщиной 80 мкм. Структура и фазовый состав синтезированного образца изучались методами растровой электронной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния. Прогиб двухдюймовой пластины «Алмаз-на-Si», измеренный с помощью интерферометра белого света, составлял ~50 мкм. Полученные результаты могут быть использованы для изготовления теплоотводящих ПКА слоёв для применения в электронике.
Представлена экспериментальная установка, созданная на базе СВЧ-плазмотрона волноводного типа, для исследования плазменной модификации дисперсных материалов (сыпучих порошков) в безэлектродном СВЧ-разряде атмосферного давления в газовом потоке. Разработаны устройства (модули установки) для формирования вихрево-го потока плазмообразующего газа и управляемой инжекции дисперсных частиц в СВЧ-разряд. Проведены предварительные эксперименты по обработке микрочастиц SiO2, MgO и политетрафторэтилена (ПТФЭ) в СВЧ-разряде в потоке аргона. Анализ частиц проводился методом сканирующей электронной микроскопии. На примере оксидов было показано, что СВЧ-плазменное воздействие может приводить к агломерации частиц и их сфероидизации. Созданный экспериментальный комплекс с использованием разнообразных рабочих газов предоставляет универсальные возможности для задач плазменной модификации дисперсных частиц в широком диапазоне размеров и материалов.
Представлена количественная оценка качества радиографического контроля с учетом особенностей формирования системами глубокой коллимации рабочих пучков проникающего излучения в портативных средствах радиографического контроля затворного типа, оснащённых источниками на основе радионуклида 192Ir, генерирующими потоки ионизирующего излучения фокальными пятнами поверхностей «дно» и «бок» цилиндрической капсулы. Проведено математическое моделирование взаимодействия гамма-излучения с элементами систем глубокой коллимации различной геометрии с использованием программных комплексов MCNP5 и Geant4. Установлено, что применение пирамидальной системы глубокой коллимации позволяет улучшить соотношение «сигнал/шум» примерно в два раза по сравнению с прямоугольно-пирамидальной, что способствует повышению качества регистрируемого изображения и снижению массогабаритных характеристик оборудования. Кроме того, ориентация капсулы излучателя относительно «зоны интереса» фокальным пятном излучающей области «дно» незначительно увеличивает вклад шумового эффекта и ухудшает параметры фактора «сигнал/шум» не более, чем на 1 %.
Спроектирован стенд для проведения ресурсных испытаний в форсированных режимах фотомодуля (ФМ) инфракрасного диапазона (ИК) с режимом временной задержки и накопления (ВЗН) из состава фотоприемного устройства космического базирования. Особенностью разработки является возможность получения экспериментальных данных об отказах, возникающих при длительном функционировании ФМ, которые оказывают влияние на пороговые характеристики устройства. Стенд позволяет подтвердить достаточность мер для обеспечения долговечности и безотказности работы фотомодуля, а также оценить надежность всей аппаратуры применения в целом. Апробация стенда будет проведена посредством запланированных испытаний.
Однородность свойств полупроводниковых монокристаллов является одним из главных трендом развития отросли в последнее время. Однако на данный момент не существует единого представления о мере неоднородности свойств и методах ее оценки. Предложен метод анализа неоднородности размещения дислокационных ямок травления на основе решения задачи о близости объектов бинарного изображения разбиением пространства на полиэдры Вороного. Фильтрацию объектов по размерам проводили с учетом известной природы объектов измерения. На основе гистограммы распределения площадей темных объектов был рассчитан «статистический» порог фильтрации, величина которого составила 585 мкм2. Уточнение природы шумов на изображении проводилось на основе прямого наблюдения ямок травления методами сканирующей электронной микроскопии, что позволило оценить величину «физического» порога фильтрации – 16 мкм2. Установлено, что группам темных объектов, выделяемых «статистической» и «физической» фильтрацией, в координатах «площадь объекта S – его периметр P» отвечали различные значения тангенсов углов наклона аппроксимирующих кривых: 0,33 и 0,85 соответственно. Показано, что для получения объективных результатов при цифровой обработке изображений необходимо накопление представительной статистики измерений. Так, для исследуемого в работе панорамного изображения ямок травления в GaAs размер площади измерений должен быть не менее 0,42 мм2.
Проведена экспериментальная оценка количества заряда, выносимого из коаксиально-го плазменного реактора с микрополым катодом в зависимости от напряжения питания и скорости прокачки газа через активную зону реактора. Показано, что количество заряда, выносимого из реактора, определяется не только прокачкой газоразрядного промежутка и расстояния до мишени, но и от режима горения разряда. Сравнительный анализ режимов питания реактора выявил значительную разницу в эффективности генерации и транспорта заряда: при использовании источника постоянного высокого напряжения выносимый заряд превышает аналогичный показатель в импульсном режиме в 5 раз. Данное различие обусловлено как повышенной частотой зажигания разряда, так и увеличенной длительностью ионизационных процессов в непрерывном режиме. В то же время установлено, что комбинация регулируемого импульсного высоковольтного питания и управляемой скорости газового потока позволяет гибко контролировать динамику выноса заряда, обеспечивая возможность дозированного и локализованного плазменного воздействия.