Характеристики плазмотронов (далее – П) зависят от организации подачи плазмообразующего газа и характера взаимодействия газового потока с электрическими дугами. Поэтому на первом этапе исследования было выполнено 3D-моделирование газодинамического течения холодного рабочего газа в следующих областях инжектора (однофазного двухканального П переменного тока): тангенциальной подачи, цилиндрического канала, сужающегося сопла, а также, самое главное, в разрядной камере трёхфазного П с электродами рельсового типа и за его пределами (в окружающей среде) при оптимальном режиме работы инжектора и разрядной камеры этого П. В этом исследовании одновременно проводилось тщательное сравнение течения холодного плазмообразующего газа в инжекторе и в разрядной камере П с электродами рельсового типа при включённом тангенциальном контуре его разрядной камеры с течением холодного плазмообразующего газа в инжекторе и в разрядной камере П с электродами рельсового типа при отключенном тангенциальном контуре его разрядной камеры.
Рассмотрены основные физические методы дезинфекции воздуха, воды и поверхностей, такие как фильтрация, озонирование, воздействие ультрафиолетовым излучением, фотокатализ, холодная плазма, электрический разряд, электропорация в электрическом поле. Основное внимание уделено рассмотрению традиционных и новых методов обеззараживания воздуха. Даны рекомендации по применения импульсного УФ-излучения. Проанализированы возможности применения электрического поля для дезинфекции воды и воздуха.
Приведена конструкция импульсного газоразрядного источника УФ-излучения с двумя оболочками, в котором сапфировая трубка размещена в разрядной части кварцевой лампы с фольговыми токовводами. Такое конструктивное решение позволяет повысить устойчивость разрядной оболочки к термическому воздействию импульсного дугового разряда. Проведены исследования электротехнических и радиационных параметров импульсной лампы в разрядном контуре с емкостью 40 мкФ и напряжением заряда конденсатора 2,42 кВ. Максимум плотности тока достигается за 31 мкс и составляет 10 кА/см2. Импульсная электрическая мощность в лампе составила 2,8 МВт, что позволило достичь яркостной температуры 11 кК в спектральном диапазоне 237–267 нм. Измеренная энергия излучения в диапазоне 200–300 нм составляет 26 % от всей излученной энергии.
В данной работе приведены результаты исследований, проведённых на базе электромагнитного анализа проводящих структур. Показано, что во внутреннем пространстве планарной структуры двойного кольцевого разрезного резонатора так-же возможно размещение элементов топологии пассивных элементов СВЧ или КВЧ, имеющих резонансные частоты, превышающие рабочий диапазон базовой структуры основного резонатора. Эта возможность позволяет использовать для формирования во внутреннем пространстве основного двойного кольцевого разрезного резонатора иных резонансных структур или элементов микрополоскового тракта, что актуально при необходимости плотной компоновки элементов модуля или для случая размещения резонансного включения во внутренних слоях многослойной печатной платы.
Описана конструкция научной аппаратуры для регистрации высокоскоростных микрочастиц (микрометеороидов и частиц космического мусора) ионизационного типа. Приведено описание оригинальной конструкции электродов для сбора ионов в датчиках высокоскоростных микрочастиц ионизационного типа. Приведены результаты испытаний научной аппаратуры на ускорители высокоскоростных микрочастиц с оптическим каналом синхронизации для устранения ложного срабатывания цифрового компаратора от помех, вызванных схемами управления ускорителя.
Предложена модель динамики электрон-фононного взаимодействия в алмазе в виде апериодического звена второго порядка. Одно звено характеризует свойства оптических электронов, а другое – свойство решетки. Для определения инерционных параметров решетки находили групповое время задержки синусоидального сигнала в алмазной среде при комнатной температуре. Природные и искусственные алмазы по величине времени задержки образуют две независимые популяции, которые не пересекаются между собой. Данное явление может найти применения для идентификации ограненных алмазов (бриллиантов).
В работе проведено качественное и количественное сравнение отклонения формы образцов, изготовленных методом SLM (Selective Laser Melting – селективное лазерное сплавление), измеренного при помощи 3D-сканирования и рассчитанного на основе конечно-элементного моделирования в системе ANSYS Additive. Исследование проведено на примере трёх образцов из жаропрочного сплава на никелевой основе 08ХН53БМТЮ – российского аналога Inconel 718. Оценка перемещений осуществлялась как на платформе построения после выращивания, так и после отделения от неё. Сопоставление экспериментальных и расчётных данных перемещений контрольных точек образцов показало достаточную для практических целей точность расчетной модели, построенной на базе технологий компьютерного моделирования ANSYS Additive.
Разработана математическая модель расчета зависимости коэффициента про-пускания эпитаксиальных слоев AlGaAs различного состава, входящих в состав многослойных гетероэпитаксиальных структур с квантоворазмерной активной областью, от длины волны излучения. Модель адаптирована под экспериментальные структуры с одним слоем AlGaAs, выращенным методом молекулярно-лучевой эпитаксии на подложке арсенида галлия. Под слои заданного состава подобрана и оптимизирована модель диэлектрической проницаемости, основанная на анализе энергетических переходов в зоне Бриллюэна соединений со структурой цинковой обманки с учетом непрямых переходов в зону проводимости. Проведенное исследование используется для оптимизации параметров эпитаксиального выращивания структур с целью уточнения характеристик матрицы фоточувствительных эле-ментов ИК-диапазона.
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 проанализировано современное состояние исследований в области создания униполярных полупроводниковых барьерных структур на основе различных материалов для инфракрасных матричных фотоприемных устройств (МФПУ), позволяющих снизить с темновые токи и тем самым улучшить пороговые характеристики и обеспечить работу при повышенных температурах охлаждения. Рассмотрены основные пути минимизации барьера для дырок в валентной зоне на примере фоточувствительной структуры на основе КРТ n-типа проводимости. Показано, что барьерные структуры nBn-типа представляют собой альтернативу для создания матриц фотодиодных чувствительных элементов для МФПУ среднего и дальнего ИК-диапазона.
Проведено исследование условий формирования и свойств диффузных и объёмных разрядов, которые широко используются при высоких давлениях различных газов и их смесей для получения генерации в ВУФ, УФ, видимой и ИК-областях спектра. Установлено, что спектральные характеристики излучения объёмных и диффузных разрядов подобны. Показано, что отличие данных режимов разрядов связано с условиями их формирования. Диффузные разряды формируются за счёт быстрых и убегающих электронов, для генерации которых следует использовать один или оба электрода с малым радиусом кривизны. При получении объёмных разрядов необходимо осуществлять предыонизацию разрядного промежутка от дополнительного источника, а также обеспечивать однородное электрическое поле между электродами.
Проведено математическое моделирование конструкции микрополосковой линии со встречно-штыревым резонатором в сантиметровом диапазоне радиоволн. Выбраны её оптимальные параметры для установки резонанса в коротковолновой области СВЧ-диапазона. Описано поведение данной встречно-штыревой структуры, нагруженной толстопленочными образцами материалов с диэлектрической проницаемостью от 0,1 до 10. Рассмотрено применение встречно-штыревой структуры для определения диэлектрической проницаемости композитных наноматериалов в СВЧ-диапазоне. Изготовлены макеты данной структуры и проведены измерения действительной части диэлектрической проницаемости полимерных композитных наноматериалов на основе матриц из полиэтилена низкой плотности и полиметилметакрилата.