Архив статей журнала
В работе предложен новый обобщенный подход обобщенного физико-математического и компьютерного моделирования динамических и энергетических характеристик микро- и наноэлектромеханических систем (МЭМС и НЭМС), как сложных динамических систем с бинарно-сопряженными подсистемами. На базе предложенных теоретических принципов и моделей рассматриваются возможности исследования электрофизических характеристик биологических наноструктур. Рассматриваются некоторые узловые вопросы перспективного развития МЭМС и НЭМС, если в структурах их функциональных элементов возбуждения имеются активные наноструктурированные материалы дуального назначения, в которых при отсутствии внешних электромагнитных полей наблюдаются и намагниченность, и электрическая поляризация, так называемые сегнетоэлектромагнетики.
В статье приведено краткое описание датчика микрометеороидов и частиц космического мусора ионизационного принципа действия. Предложен алгоритм определения формы наведенного импульса на основе теоремы Рамо-Шокли, возникающего на измерительных электродах при пролете заряженных микрочастиц в зависимости от траектории их полета. Показано как определить наклон пролета микрочастицы при ее движении через электроды в виде пластин.
В статье представлен обзор работ, посвященных визуальным исследованиям процесса конденсации паров воды или смеси паров воды и этанола в горизонтальных микроканалах. Микроканалы могли иметь разную форму: трапециевидную, треугольную, прямоугольную и квадратную. В исследованиях визуально наблюдались основные структуры потока, а именно: кольцевая, инжекционная, снарядная и пузырьковая. Отмечены также разновидности перечисленных структур потоков, в частности, полосово-кольцевая, гладкая кольцевая, эмульсионная, эмульсионно-кольцевая и вытянуто-пузырьковая. Приведены также результаты наблюдений конденсации потоков хладагентов HFE-7100, R134a и R1234ze(E). Выявлены схожие картины структур потока при различных соотношениях эффектов поверхностного натяжения и гравитационного воздействия. Продемонстрирована необходимость изучения структур потоков в микроканалах различной формы, вертикально и наклонно ориентированных к горизонту.
В работе описан метод контроля загрязнения поверхности полупроводниковых пластин на различных этапах производства. Этот метод включает в себя измерение шероховатости поверхности пластины на различных этапах проводимых операций. При этом степень загрязнения контролируемой поверхности определяется по характеру и величине шероховатости.
От наличия или отсутствия загрязнения, а также от его природы и количества зависит качество промежуточных результатов технологического процесса и необходимость выполнения тех или иных технологических операций, что, в свою очередь, напрямую связано с конечными характеристиками фоточувствительных элементов.
Работа посвящена моделированию температурных характеристик температуропроводящих свойств некоторых перспективных лазерных кристаллических материалов на основе фторида кальция, которые представляют особый интерес в качестве активных элементов для создания принципиально нового класса волноводных лазеров. В качестве образцов для исследования температуропроводящих свойств использовались фторидные кристаллы системы (x)CaF2-(y)YF3-(z)NdF3, выращенные методом вертикальной направленной кристаллизации (метод Бриджмена-Стокбаргера), имеющие следующий химический состав: № 1 – 93CaF2-7YF3, № 2 – 95CaF2-5YF3, № 3 – 90CaF2-7YF3-3NdF3. Получены модели экспериментальных кривых температуропроводности, произведен расчет температурных характеристик и предложено их использование для математического моделирования кривых температуропроводности в зависимости от процентного содержания примеси в некоторых кристаллах на основе фторида кальция.
Представлены результаты разработки активной оптической системы с усилителем яркости изображения на самоограниченных переходах атома марганца. Экспериментально показано, что усилитель яркости на парах хлорида марганца позволяет преобразовывать оптические сигналы (изображения) в видимом и ближнем ИК-диапазонах спектра с высоким временным разрешением (до 100 кГц), что открывает новые возможности для проведения визуально-оптического контроля. Показаны перспективы применения визуализации на ИК-переходах атома марганца (1289 нм и 1332 нм) с использование камер коротковолнового инфракрасного диапазона спектра на основе арсенида индия галия (InGaAs) производства АО «НПО «Орион». Проведено сопоставление изображений, формируемых на видимых переходах (534,1 и 542 нм) с изображениями, полученными на ИК-переходах (1289 и 1332 нм). Показана возможность регистрации изображения, формируемого одним импульсом усиления (длительность 40 нс).
В работе на основе энергетических характеристик оптико-электронной системы (ОЭС) предложена модель расчета максимальной дальности обнаружения l(, T) объекта наблюдения с учетом характеристик ОЭС, таких как: освещенность Ei(, Т) в плоскости изображения, апертура, диаметр входного зрачка и параметров ФПУ, таких как отношение сигнал/шум, пороговая мощность, площадь фоточувствительного элемента (ФЧЭ), площадь матрицы. Проведена оценка дальности обнаружения объекта наблюдения в спектральном диапазоне 8–10 мкм, максимальное значение которой составило порядка 3,4 км.
Оптимизирована толщина матричных фотоприемных устройств средневолнового диапазона формата 640512 элементов с шагом 15 мкм на основе антимонида индия. Измерены интегральные распределения толщины и разброса толщины по площади матричного фоточувствительного элемента. Определена оптимальная толщина из сравнения зависимостей интегральных распределений толщины объемной структуры утоньшенного антимонида индия с оценкой видимости миры в МФПУ.
Проведен анализ спектров рекомбинационного континуума в цезиевом сильноточном импульсно-периодическом разряде высокого давления. Он показал, что в широкой области практически интересных режимов реабсорбция излучения континуума и радиальная неоднородность плазменного столба слабо влияют на интегральные спектры континуума. Из этих спектров для достаточно плоских распределений параметров плазмы определены температура на оси и концентрация. Экспериментально показана обратно-пропорциональная зависимость сечения излучательной рекомбинации от энергии рекомбинирующего электрона вплоть до энергий 1,3 эВ. Обнаружено появление значительного поглощения ультрафиолета сапфировой трубкой в диапазоне 350–400 нм после работы при больших энерговкладах в импульсе.
В статье дан обзор результатов исследований падения давления в процессе конденсации паров воды, смеси паров воды с парами этанола в горизонтальных трапециевидных, прямоугольных, квадратных, треугольных микроканалах при значениях критерия Бонда от 0,000805 до 0,036. Исследования показали, что конденсация в микроканалах приводит к росту падения давления, которое зависит от давлений на входе и выходе канала, массовой скорости пара, эквивалентного диаметра, теплового потока, степени сухости пара, а также от соотношения сторон микроканала. Анализ используемых для расчетов падения давления моделей, показал, что наименьшее расхождение результатов расчетов с экспериментальными данными в пределах 15 % дает модель Локкарта-Мартинелли. Также проведен обзор работ с результатами наблюдений конденсации потоков в горизонтальных микро-, мини- и макрока-налах (0,013 < Bo < 14,65) хладагентов R134a, R1234ze(E), CO2 прямоугольной и овальной форм. Исследования показали схожие результаты.
В обзорной статье рассматривается мемристор как один из основных элементов нейроморфного вычисления, в частности будущего искусственного интеллекта. Рассмотрена архитектура кроссбарного включения мемристора в искусственную нейронную сеть. Описываются величины, которыми характеризуются основные свойства мемристоров всех типов. Анализируются мемристоры на основе различных активных слоев. Особое внимание уделяется мемристорам на основе двумерных материалов планарной и вертикальной архитектуры. Обсуждаются физические механизмы резистивного переключения, на которых основаны принципы работы мемристоров. В конце статьи перечисляются основные достоинства и недостатки по сравнению с существующими элементами памяти, используемыми в классических компьютерах.
Анализируются основные результаты работы современной технологической системы нанесения и контроля оптических покрытий на подложки с различной степенью шероховатости по данным регистрации характеристик индикатрисы рассеянного лазерного излучения. Рассматриваются особенности приближений метода дифференциального рассеяния, используемого для оценки статистических параметров профилей оптических подложек: спектральной плотности корреляционной функции (СПКФ) и эффективного среднеквадратического отклонения (СКО) – эф. Приводятся основные характеристики рассеянного лазерного излучения от поверхностей оптических подложек с различным уровнем шероховатости. Обсуждаются результаты экспериментальных исследований, посвящённые влиянию качества поверхностей оптических подложек на эксплуатационные характеристики различных пленкообразующих материалов оптических покрытий, нанесённых с ионным ассистированием и без него. На основании проведенного эксперимента исследуются возможности снижения светорассеяния и нивелирования неровностей поверхностей подложек с различной степенью шероховатости.