В данной работе представлены результаты экспериментальных исследований по генерации и свойствам одиночной и множественных плазменных струй, сформированных диэлектрическим барьерным разрядом в потоке атмосферного воздуха. Показано, что применение плазменных струй весьма эффективно для повышения смачиваемости поверхности полиэтиленовых труб и улучшения их адгезионных свойств по отношению к пенополиуретану, широко используемому для теплоизоляции труб, применяемых в жилищно-коммунальном хозяйстве, нефтегазовой промышленности и т. п. Плазменные струи в потоке воздуха представляют большой практический интерес, поскольку замена дорогостоящего инертного плазмообразующего газа на окружающий воздух кардинально упрощает и удешевляет плазменную технологию модификации полимерных поверхностей и открывает возможность ее широкого внедрения в практику.
Приводятся первые результаты использования в качестве основы метода плазмохимической очистки городской воздушной среды от экологически опасных загрязнений подпорогового микроволнового разряда (самоподдерживающегося несамостоятельного (СНС) разряда), возбуждаемого пучком микроволн. Пучок микроволн создаётся гиротронным излучателем, генерирующим одиночные импульсы мощностью 600 кВт, длительностью 20 мс при длине волны 0,4 см. На двух образцах воздуха, изъятых из реальной атмосферы г. Москвы, в лабораторных экспериментах, проведённых в ИОФ РАН, продемонстрирована высокая эффективность одновременного снижения содержания характерных для современного большого города вредных веществ, поставляемых в атмосферу городским транспортом и промышленностью. Предлагаются различные варианты использования СНС-разрядов для решения задач обеспечения экологической чистоты воздушной среды мегаполисов.
Экспериментально исследовано развитие импульсного электрического разряда в воде с паровоздушными микропузырьками, распределение которых в объёме жидкости близко́ к равномерному. Наличие объёмных микропузырьков со средним диаметром 50 мкм при объёмном газосодержании не более 1 % не меняет механизм развития электрического разряда в воде с проводимостью 300 мкСм/см в диапазоне перенапряжений 1–1,5 при значении минимального пробойного напряжения 9 кВ на разрядном промежутке 1 см, причем механизм остаётся тепловым. При указанных условиях определяющую роль играют поверхностные пузырьки, которые приводят к смене наблюдаемого механизма развития разряда. Инициация происходит одновременно на обоих электродах в поверхностных пузырьках, к замыканию промежутка длиной 1 см приводит рост катодного канала со скоростью 60 м/с за время 160 мкс.
В условиях низкой молекулярной проводимости вакуумных камер ряда электрофизических установок и интенсивной десорбции молекул газа с их стенок под действием фотонностимулированной десорбции для достижения динамического давления на уровне 10-9 Торр необходима дополнительная система распределенной откачки. В настоящее время для этого используют нераспыляемые геттерные покрытия, нанесенные на внутреннюю стенку вакуумной камеры. Наилучшими параметрами обладает геттерное покрытие Ti-Zr-V, которое запатентовано в CERN и которое хорошо себя зарекомендовало во многих ускорительных комплексах, например, таких как LHC, BEPC-II, MAX-IV, KEK. Это покрытие может быть активировано при температуре 180 ºС в течение 24 часов и при этом иметь хорошую повторяемость в газопоглощающих характеристиках. В данной статье даны результаты активационных и газопоглощающих свойств для различных геттеров на базе титан-тантала, напыленных на внутреннюю стенку вакуумной камеры круглого сечения диаметром 100 мм и изготовленную из нержавеющей стали марки 316 L. Одновременно приводится сравнение с геттером Ti-Zr-V по этим характеристикам. Определение химического состава покрытия геттера проводилось на станции «РФА-СИ» на ВЭПП-3 в ИЯФ СО РАН на образцах, установленных во время напыления на торце камеры.
Проведены исследования работы микрокриогенной системы (МКС) Стирлинга с различными добавочными тепловыми нагрузками для возможности расширения диапазона области применения МКС данного типа, например, для организации теплоотвода от термоэлектрического охладителя (ТЭО) и иных применений. Результаты исследований показали, что максимальной холодопроизводительности при стабилизации температуры охлаждения на уровне 200 К для интегральной МКС Стирлинга данного типа можно добиться давлением криоагента не менее 4,5 МПа. При этом система развивает холодопроизводительность около 3 Вт, что даёт возможность организовать теплоотвод от «тёплой» зоны термоэлектрического охладителя с потребляемой мощностью 7–10 Вт.
Приведены результаты экспериментального исследования влияния гамма-излучения на вольтамперные характеристики кремниевых p–i–n-диодов BPW34 фирмы Osram для их применения в качестве чувствительных элементов датчиков мощности поглощенной дозы в составе устройств управления автоматизированных систем. Получены статические характеристики p–i–n-диодов при воздействии гамма-излучения. Определен диапазон обратных напряжений, соответствующих наибольшей чувствительности p–i–n-диодных первичных преобразователей. Получено аналитическое выражение статической характеристики p–i–n-диодов при максимальной чувствительности к гамма-излучению.
В данной работе рассмотрены физико-технологические особенности вакуумных методов напыления при формировании топологии элементов микросхем. Проведенные исследования показали, что профили границ пленок при напылении через отверстия в маске резистивным испарением (навеска SiO, In), магнетронным (мишень ZnS) и ионно-лучевым (мишень SiO2) зависят как от метода напыления, так и от технологических параметров масок.
В данной работе приведены результаты по осаждению и исследованию конденсата оксида цинка на монокристаллических подложках сапфира базисной ориентации, помещаемых на поверхность «горячей» мишени ZnO и на водоохлаждаемое основание магнетрона вблизи мишени (метод магнетронного распыления на постоянном токе). На подложках, расположенных на краю «горячей» мишени, формируется плотный массив нитевидных кристаллов (НК) ZnO, ориентированных перпендикулярно подложке. Конденсат ZnO на подложках, помещенных на магнетрон, представляет собой сплошную пленку с хорошо развитой поверхностью, по структурному совершенству заметно уступающей массиву НК ZnO. Данные факторы могут служить стимулом для дальнейшего изучения процессов формирования НК ZnO (без катализатора) на различных подложках, помещенных на поверхность «горячей» мишени ZnO в областях вне зоны эрозии мишени при изменении технологических параметров (состав рабочего газа и его давление, мощность и др.) в широких пределах. При масштабировании процесса распыления «горячих» мишеней станет возможным получение НК ZnO на подложках большей площади (десятки квадратных сантиметров), что важно для практических применений.
Методами растровой электронной микроскопии и рентгеновской дифрактометрии исследована микроструктура и фазовый состав (Zr, N)-конденсата, осажденного вблизи циркониевого катода. Обнаружено присутствие макрочастиц как результат конденсации капельной фракции ионно-плазменного потока. Их число увеличивается в направлении распространения плазменного потока. Форма частиц изменяется от сферы до диска с периферическим кольцевым валиком. Рентгенографические исследования показали присутствие кристаллографических фаз α-циркония и нитрида циркония. Их преимущественная ориентация роста определяется давлением реакционного газа и местом конденсации в вакуумной камере. Предложены возможные механизмы формирования микроструктуры и фазового состава.
Методами рентгеновской дифракции и магнитометрии изучено строение пленок, полученных отжигом на воздухе предварительно нанесенных чередующихся слоев металлов Co, Fe и Ni, Fe на (0001)-поверхность сапфировых пластин. Показано, что слои ферритов кобальта и никеля толщиной 30 нм обладают коэрцитивной силой порядка 1200 Э и 800 Э соответственно. Методами магнитной силовой микроскопии продемонстрирована возможность формирования магнитной доменной структуры в пленках феррита никеля и кобальта.