Дан обзор новых наиболее интересных результатов, представленных на ежегодной XLV Международной Звенигородской конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, состоявшейся со 2 по 6 апреля 2018 года в городе Звенигороде Московской области. Проведен анализ развития и достижений основных направлений исследований в области физики плазмы в России и их сравнение с работами за рубежом.
Исследованы резонансные свойства тонких диэлектрических колец, возбуждаемые токами смещения при скользящем падении на плоскость кольца плоской электромагнитной волны СВЧ-диапазона частот. Такой контур c азимутальным током смещения образует резонансный диэлектрический магнитный диполь. Рассчитан и измерен основной резонанс, возбуждаемый магнитным полем в ближней зоне указанного диполя. Показаны инверсия потока магнитной индукции и возникновение отрицательной магнитной восприимчивости в области резонанса диэлектрического магнитного диполя. Экспериментально измерено распределение магнитного поля около диэлектрического кольца вблизи резонансной частоты.
Спрос на производство различных изделий микро- и оптоэлектроники на кристаллах (чипах) из полупроводниковых материалов с низким уровнем потребительской стоимости ужесточает требования к высокой точности и улучшению качества их обработки и подразумевает необходимость рассмотрения эффективных методов резки приборных пластин. В данной работе рассмотрены высокоэффективные методы резки пластин на кристаллы, позволяющие обрабатывать сложные и дорогостоящие устройства. Авторами обосновывается и экспериментально доказывается эффективность применения метода лазерного управляемого термораскалывания (ЛУТ), приведены преимущества и результаты успешного внедрения метода ЛУТ для прецизионной резки стекла, кремния, сапфира и других хрупких неметаллических материалов.
В работе приведены результатов математического моделирования и экспериментальных испытаний теплоотвода от тепловыделяющих элементов к радиатору для выбора и оптимизации параметров нового металлогибридного термоинтерфейса (МГТИ), предложенного в работах [1–4]. МГТИ представляет собой каркас из двух тонких металлических перфорированных пластин, пространство между которыми заполнено тонким слоем теплопроводящей пасты. Проведен сравнительный анализ и показаны неоспоримые преимущества МГТИ перед традиционными термоинтерфейсами.
Рассмотрен метод расчета облученности, создаваемой абсолютно черным телом (АЧТ) в произвольной плоскости, параллельной его диафрагме. Метод основан на использовании понятия «коэффициент пропускания холодной диафрагмы МФПУ», описывающего отношение потока излучения, попадающего в заданную точку плоскости сквозь диафрагму, к потоку излучения, падающему в данную точку из полусферы. Установлена полная сходимость результатов расчета величины облученности предложенным методом и единственным нормативным методом, описанным в ГОСТ 17772–88. Рассмотрены результаты расчета облученностей и нормированной разности облученностей от АЧТ с круглыми и квадратными диафрагмами в диапазоне от 0,06 мм до 20 см, и распределения облученности по площади. Показано, что облученность от АЧТ с круглой диафрагмой отличается от облученности, создаваемой АЧТ с квадратной диафрагмой такой же площади, не более, чем на один процент. Установлена полная применимость предложенного метода для расчета облученности, создаваемой АЧТ.
Данная статья является обзорной и содержит данные о методиках измерения фотоэлектрических характеристик ФПУ первого и второго поколений, таких как размер фоточувствительной площадки, неравномерность чувствительности и коэффициент фотоэлектрической связи. Все приведенные методики измерения используются при измерениях ФПУ первого и второго поколения на ведущих предприятиях в России и мире. Одновременно в статье рассмотрены зарубежные установки для проведения измерений фотоэлектрических характеристик ФПУ второго поколения и принципы их работы.
Исследование изменения структуры поликристаллического ниобия, после облучения ионами ксенона с энергиями 80, 140, 300 кэВ проводили рентгеновскими методами в излучении Сu (K). Обнаружено, что кубическая ОЦК-структура ниобия сохраняется, дополнительные сверхструктурные рентгеновские линии, нехарактерные для структуры ниобия, отсутствуют. Облучение ионами ксенона приводит к изменению химического состава ниобия, уменьшению параметров элементарной ячейки, увеличению отражательной интенсивности рентгеновских линий основной структуры ниобия, увеличению макронапряжений в решетке ниобия. Рентгеновским методом определена концентрация ионов ксенона, растворенных по глубине образца, в зависимости от энергии облучения. Приведена структурная модель растворения ионов ксенона в решетке ниобия, которая объясняет образование металлической связи ксенона с атомами ниобия. Связь между атомами ниобия и ксенона возникает при торможении ионов по глубине образца, что приводит к образованию твердого раствора замещения на основе ниобия и дефектов, возникающих при смещении атомов ниобия в тетраэдрические пустоты. Определены изменения радиуса ксенона в твердом растворе замещения на основе ниобия в зависимости от энергии ионов облучения. Приведена математическая модель, которая объясняет увеличение отражательной рентгеновской интенсивности линий твердого раствора замещения на основе ниобия с различными концентрациями ксенона. Обнаружен переход рентгеновского -излучения в - излучение.
Рассмотрены основные механизмы Оже-рекомбинации и рассчитаны скорости генерациирекомбинации и времена жизни в зависимости от состава и температуры в материале HgCdTe р- и n-типа проводимости на основе модели Битти–Ландсберга–Блэкмора (Beattie– Landsberg–Blakemore (BLB). Определены пороговые значения энергии, требуемые для процессов рекомбинации по механизмам Оже-1, Оже-7 и Оже-3. Проведена оценка темновых токов и обнаружительной способности в узкозонных полупроводниковых структурах HgCdTe с учетом фундаментальных Оже-механизмов.
Приведен обзор приемников излучения терагерцового диапазона. Отмечается, что терагерцовое излучение обладает большой проникающей способностью. Однако отсутствие источников и чувствительных детекторов терагерцового излучения в течение многих лет сдерживало исследования в этой области. В работе рассмотрены различные аспекты применения терагерцового излучения, а также основные виды и типы приемников этого излучения. Проведен анализ фотонных и тепловых приемников. Приведены подробные сведения о терагерцовых приемниках на основе ячеек Голея. Отмечается, что в настоящее время наблюдается резкая активизация исследований по созданию матричных детекторов с ячейками Голея. Для многих применений, таких как спектральное и многоцветное тепловидение, тепловые детекторы более применимы по сравнению с охлаждаемыми фотонными детекторами.
Приводятся результаты экспериментального исследования коммутации тока в маломощном разряде с плазменной инжекцией при использовании импульсного плазмотрона в качестве источника плазмы. Показана возможность полностью управляемой коммутации тока 6 А при коммутируемом напряжении 300 В и падении напряжения на разряде 10 В. Установлено, что синхронно с заполнением разрядного промежутка плотной плазмой происходит включение тока, а синхронно с освобождением промежутка от плазмы – отключение. Выдвинуто предположение о связи включения и отключения разрядного тока с зажиганием и гашением на катоде катодного пятна.
Представлены теоретический анализ и результаты проверки влияния внутреннего давления на натяжение сварных тонкостенных трубок из майлара (т. н. строу), используемых для создания трековых детекторов. Исследования показали, что при определенных условиях натяжение строу остается постоянным. Существенное влияние на натяжение оказывает перепад давления на торцевых заглушках. В зависимости от конструкции обеспечения строу газовой смесью перепад давления может отсутствовать. При этих условиях в вакууме строу будет подвергаться воздействию поперечного напряжения, которое частично препятствует её ползучести, что увеличивает срок службы строу. Наличие перепада давления вносит вклад в увеличение ползучести. Результаты проверки влияния давления подтверждают полученные зависимости, на которые можно опираться при создании строу-детекторов для работы в вакууме. Предложена новая методика измерения коэффициента Пуассона готовой строу, значение которого требуется для оценки влияния давления на натяжение сварных строу. Для трубок детектора COMET его значение равно 0,338.
Рассмотрено несколько способов интерполяции, используемых для электронного увеличения изображений. Каждый из рассматриваемых способов реализован в тракте видеообработки тепловизионного прибора наблюдения. Проведено визуальное сравнение результатов увеличения изображений при наблюдении малоразмерного объекта на однородном фоне и на фоне другого объекта. Наиболее удачным признан способ увеличения изображения при помощи интерполяции Митчелла.