Успехи прикладной физики

Изучены фронтальные картины проводящих слоев на поверхности сапфировых растров с золотыми дорожками и планарные изменения проводящих слоев в процессе прогрева. Локально нанесенные на поверхность сапфировых пластин припои двух типов изучались в процессе 4-х часовых прогревов в открытой атмосфере с поэтапным повышением температуры от 90 C до 140 C. В качестве припоев использовались однокомпонентный (In) и трехкомпонентный (In-Ag-Au) сплавы. Оба типа припоя (In и In-Ag-Au) показали растекание по золоту, возрастающее с повышением температуры прогрева, причем припой второго типа показал растекание в значительно большей степени. Выявлены особенности картин растекания для каждого типа припоя и определены энергии активации процесса трансформации в каждом температурном интервале. Изучен элементный состав характерных участков растекания, предложена интерпретация полученных результатов.

Показано, что высокомолекулярные нефтяные материалы, к которым относятся концентраты смолисто-асфальтеновых веществ – битуминозные вещества, асфальты, нефтяные смолы, пеки и т. д. обладают особыми свойствами. Для таких материалов характерны сопряженные фазовые переходы «диэлектрик-полупроводник» и «диамагнетик-парамагнетик» при температурах выше точки размягчения (стеклования). По совокупности магнитоэлектрических и реологических свойств можно предположить, что рассматриваемые системы являются фрустрированными парамагнитными органическими спиновыми стеклами. Результаты эксперимента, проведенного с образцом нефтяного асфальта, являются доказательством подобных эффектов. Данные ЭПР показывают, что при нагревании образца асфальта происходит увеличение концентрации парамагнитных центров с одновременным возрастанием электрической проводимости, что свидетельствует о фазовом переходе «диэлектрик-полупроводник», который сопряжён с ростом количества парамагнитной фазы. Рассчитаны энергия активации проводимости (2,56 эВ) и активации вязкости образца асфальта (0,95 эВ). Подобное изменение электрофизических и магнитных свойств исследуемых материалов свидетельствуют о возможности их применения как материалов с широким диапазоном электропроводящих и магнитных свойств

Исследовано влияние толщины затравочного слоя аморфного германия на процесс золото-индуцированной кристаллизации пленок германия. Эксперименты проводились на подложках из кварцевого стекла и монокристаллического кремния с использованием метода магнетронного распыления для осаждения слоев аморфного германия и золота. Образцы подвергались высоковакуумному отжигу при температурах от 260 до 300 C в течение 20–60 часов. Методами сканирующей электрон-ной микроскопии (SEM), спектроскопии комбинационного рассеяния света (Raman) и рентгенофазового анализа (XRD) изучены морфология, кристаллическая структура и фазовый состав пленок. Результаты показали, что толщина затравочного слоя a аморфного германия существенно влияет на кинетику кристаллизации и размер кристаллитов германия. Образцы с более тонким затравочным слоем (4 нм) демонстрируют более высокую плотность зародышеобразования, в то время как увеличение толщины затравочного слоя (до 10 нм) способствует увеличению раз-мера кристаллитов. Полученные данные подтверждают, что золото-индуцированная кристаллизация позволяет контролировать структуру и свойства поликристаллического германия, что делает его перспективным материалом для применения в микроэлектронике и оптоэлектронике.

Исследованы морфология поверхности и спектры пропускания гетероэпитаксиаль-ных структур (ГЭС) на основе тройного раствора кадмий-ртуть-теллур (КРТ, CdHgTe), выращенных методами молекулярно-лучевой (МЛЭ) и жидкофазной эпитаксии (ЖФЭ), и предназначенных для изготовления фотоприемных устройств (ФПУ) длинноволнового ИК диапазона спектра (8–12 мкм). Исследована неоднородность спектральных характеристик чувствительности отдельных фоточувствительных элементов (ФЧЭ) в линейках многорядной матрицы, сформированной в ГЭС КРТ, выращенной методом ЖФЭ. Матрицы ФЧЭ (МФЧЭ) должны иметь малый разброс граничной длины волны и однородные спектральные характеристики чувствительности, что достигается уменьшением неоднородности мольной доли х рабочего поглощающего слоя из CdHgTe до значений менее 0,1 % по площади пластин ГЭС КРТ.

Исследовались параметры источников и приемников оптического излучения, созданных на базе гетероэпитаксиальных структур Ge/Si как элементов опто-электронных пар. Для сформированных по единой технологии структур с Ge(Si) наноостровками пики интенсивности в спектрах люминесценции и фоточувствительности отличались по длине волны, что обусловлено особенностями зонной структуры. Показана возможность использования в оптоэлектронных парах структур с массивами самоформирующихся наноостровков Ge(Si) как источников, так и приемников оптического излучения. В оптоэлектронных парах наряду со структурами с наноостровками Ge(Si) опробованы структуры p+-Si/n-Si: Er/n+-Si в качестве источников излучения и эпитаксиальные структуры Ge/Si в качестве фотоприемных устройств. Для различных сочетаний активных элементов был зарегистрирован оптопарный эффект с коэффициентом передачи K в диапазоне 10-5–10-6.

Рассмотрены особенности дискретизации функции рассеяния точки (ФРТ) при тепловой пеленгации целей с малыми угловыми размерами. Цель работы состояла в определении характеристик пеленгации удаленных тепловых объектов при использовании оптико-электронного канала с микроболометрическим ФПУ. В качестве примера проведено рассмотрение характеристик дискретизации при использовании ФПУ с микроболометрическим матричным детектором формата 640480 с шагом элементов 17 мкм при учёте топологии чувствительных областей, преобразующих тепловое излучение. Анализ трансформации функции рассеяния точки при изменении положения кружка рассеяния объектива относительно пикселей детектора проведен для зеркально-линзового объектива с фокусным расстоянием 100 мм (F/1,0), оптимизированного на спектральный диапазон 814 мкм

Экспериментально и теоретически исследованы пути повышения динамического диапазона регистрируемой индикатрисы рассеянного лазерного излучения от оптической поверхности с ангстремным значением среднеквадратического отклонения (СКО) высотного параметра шероховатости. Результаты исследования позволили сформулировать необходимые требования при проектировании метода и аппаратуры данного класса в лабораторных условиях для измерения среднеквадратического отклонения параметра шероховатости оптической поверхности менее 0,1 нм, а именно: - конструктивное исполнение макетного образца должно быть реализовано с применением специализированного фоноподавляющего защитного кожуха; - необходимо применение математической модели аппроксимации регистрируемой индикатрисы в углах дифракции от 00 до 900, что соответствует анализу пространтвенных частот интегрируемой целевой функции – функции спектральной плотности корреляционной функции в диапазоне сверхвысоких пространственных частот от 0 до до максимального значения равного νmax = 1040 мм-1.

Процессы излучения и поглощения микро- и наночастицами рассчитываются с помощью формализма модовой теории излучений с использованием зависимости добротности электрически малых радиоантенн от их относительных (по отношению к длине излучаемой волны) размеров. Рассмотрено формирование радианной сферы, заполненной эванесцентными волнами (ТЕ, ТМ), вокруг поверхности излучающей частицы. Эти волны не излучаются в свободное пространство и представляют собой колебания электрических и магнитных полей на частотах ν < c/cutoff (например, для сферической частицы cutoff = 2,221D, где D – диаметр). Для излучений на длинах волн больших cutoff, частица перестает быть эффективной антенной. У таких частиц роль излучающих в дальнюю зону антенн выполняют окружающие их радианные сферы. Частицы, размеры которых больше излучаемых длин волн, сами являются эффективными антеннами. С помощью предложенной методики проведены расчеты мощностей и коэффициентов излучений микронных и нанометровых частиц.

Приводится анализ перспективы использования малогабаритных продольноизгибных гидроакустических излучателей для решения прикладных задач гидроакустики: мониторинга океанической среды, задач подводного наблюдения, задач подводной гидроакустической связи. Показаны результаты экспериментального исследования параметров продольно-изгибного гидроакустического излучателя в условиях гидроакустического бассейна и в условиях Горьковского водохранилища.
Приводится описание методики условий и средств экспериментальных измерений.
С помощью полученных данных проводится оценка резонансной частоты и ширины полосы и коэффициента полезного действия изготовленного излучателя. Эксперимент показал большое влияние границ волновода на результаты проводимых измерений. На основе полученных характеристик, предложены методы использования излучателей подобной конструкции.

Рассмотрены конструктивные принципы создания загрузочных устройств для группового формирования контактных площадок на малоформатных монокриксталлических растрах, используемых для монтажа и разварки выводов матричного модуля в вакуумном криогенном корпусе ИК фотоприемных устройств. Представлены этапы создания загрузочного устройства, параметры полученных контактных площадок, сформированных магнетронным напылением, конструктивные параметры загрузочного устройства. Экспериментально показано влияние маски и конструкции загрузочного устройства на геометрические размеры металлизации контактных площадок малоформатных монокристаллических растров

Проведено исследование методами термического анализа релаксационных процессов в оптических стеклах ФК74, ТБФ60, СТК69, СТК53, К58 и ОФ4. «Кажущаяся»энергия активации структурной релаксации определена методом дифференциально- термического анализа на основании зависимости температуры стеклования от скорости охлаждения стекла из расплава. На примере стекла ФК74 проведены диатометрические исследования релаксационных процессов при изотермических выдержках в интервале стеклования. Построены и проанализированы релаксационные функции. С учетом полученных данных проведен прогноз сохраняемости свойств стекла при длительном хранении и эксплуатации.

Работа посвящена изучению особенностей использования светодиодов для гиперспектральной подсветки в SWIR-диапазоне, определению оптимального количества, спектрального состава светодиодов и их расположения для оптимальной подсветки конвейерной ленты, а также их расположения для правильного освещения конвейерной ленты