Научный архив: статьи

Приведены результаты разработки модуля фотоприемника с интегрированным малошумящим усилителем (МШУ) электрического сигнала. Использование фотодетектора на основе коммерческого фосфид-индиевого фотодиода и специально разработанной переходной платы обеспечило возможность использования оптической несущей с длиной волны 1,31 и 1,55 мкм и выполнения оптоэлектронного преобразования электрического сигнала в диапазоне частот от 0 до 50 ГГц. Разработанный и интегрированный в модуль бескорпусной малошумящий усилитель на основе арсенида галлия позволил компенсировать потери преобразования фотодиода в X-диапазоне частот с минимальным добавочным шумом. Модуль фотоприемника предназначен для использования в качестве приемной части радиофотонного тракта, который обеспечивает существенное расширение дальности передачи сверхвысокочастотного сигнала по сравнению с классическими типами линий передачи (к примеру, коаксиальной или волноводной).

1. Исследованы многослойные структуры на основе полупроводниковых материалов группы антимонидов с поглощающими слоями InSb, и AlxIn1-xSb, в том числе структуры с барьерным слоем InAlSb (InSb/InAlSb/InSb), предназначенные для изготовления перспективных фотоприемных устройств (ФПУ), детектирующих излучение в средневолновом инфракрасном (ИК) диапазоне спектра. На основе выращенных методом МЛЭ p–i–n и барьерных структур изготовлены фоточувствительные элементы (ФЧЭ) различной топологии с поглощающими слоями InSb, и AlxIn1-xSb. Показано, что широкозонные тройные растворы AlxIn1-xSb детектирующие излучение в средневолновой области спектра, являются альтернативой узкозонному бинарному соединению InSb, поскольку, вследствие широкозонности, фотодиоды на основе AlxIn1-xSb имеют меньшие темновые токи, а, следовательно, шумы. Для фотоприемных устройств на основе структур различной топологии измерены средние значения обнаружительной способности и эквивалентной шуму разности температур (ЭШРТ), так для р–i–n-структур среднее по ФЧЭ значение обнаружительной способности превысило D*  1011 см Вт-1 Гц1/2, а для структур с барьерным слоем – D*  1012 см Вт-1 Гц1/2.

Представлены результаты исследования влияния пиковой и средней электрической объемной плотности мощности на эффективность излучения и яркостную температуру в бактерицидном диапазоне спектра 200–300 нм. Получена линейная зависимость изменения КПД излучения в диапазоне от 5,1 до 8,4 % при росте средней объемной плотности мощности от 177 до 390 кВт/см3. Зависимость яркостной температуры в указанной области спектра от пиковой объемной плотности мощности представляет собой логарифмический характер с уменьшением скорости роста при приближении к 9 кК. Такой эффект может быть связан как с запиранием излучения парами испаренного кварца, так и с экранированием УФ-излучения внешними слоями плазмы.

Одной из основных проблем для устройств инерциального электростатического удержания с инжекцией электронов является нейтрализация пространственного
заряда. Данная работа посвящена анализу проблемы квазинейтральности плазмы
в схеме осцилляторного удержания ионов на основе наносекундного вакуумного разряда (НВР). Электродинамическое моделирование процессов анейтронного синтеза протон–бор показало, что плазма в НВР, и особенно на оси разряда, действительно соответствует квазинейтральному режиму, заметно отличающемуся от известной схемы периодически осциллирующих плазменных сфер (ПОПС). В этом случае малые осцилляции в НВР есть механизм резонансного нагрева ионов, в отличии от когерентных сжатий в оригинальной модели ПОПС. Скейлинг мощности синтеза оказывается близок к схеме синтеза с ПОПС, но существенно отличается величинами па-раметра квазинейтральности и степени сжатия.

Сформулирована задача просветления однослойной магнитодиэлектрической системы при прохождении через нее плоской электромагнитной волны в интервале углов падения и получены необходимые и достаточные условия существования решений этой задачи.

Использование оптического контраста между различными частицами крови, позволяет использовать оптоакустический метод для визуализации распределения частиц крови (эритроцитов, с учетом кислородонасыщения), доставки лекарственных препаратов в органы по кровеносным сосудам. Разработан алгоритм вычисления ультразвукового поля, полученного в результате оптоакустического взаимодействия, для ускорения расчетов на плате GPU. Предложена архитектура быстрого восстановления оптоакустического сигнала на основе программирования графического процессора (GPU). Используемый алгоритм в сочетании с методом предварительной миграции обеспечивает улучшение разрешения и резкости оптоакустического изображения моделируемых биологических тканей. Благодаря усовершенствованной вычислительной архитектуре на графическом процессоре (GPU) время затратный процесс вычислений на главном процессоре (CPU) ускоряется с большой вычислительной эффективностью.

Проект глубокой модернизации действующего ускорительно-накопительного комплекса и создания на базе его инфраструктуры источника синхротронного излучения 3-го поколения разрабатывается в НИЦ «Курчатовский институт». Модернизация включает полную замену основного накопителя электронов и инжекционного комплекса. Бустерный синхротрон как часть нового инжекционного комплекса должен обеспечить надежную и стабильную работу нового основного накопителя – источника синхротронного излучения. В работе представлена магнито-оптическая структура нового бустерного синхротрона и ее основные параметры.

Исследованы электрофизические характеристики и их термическая стабильность тонкопленочных резисторов на основе нитрида тантала (TaN), полученных методом реактивного магнетронного распыления. Определены оптимальные режимы процесса магнетронного распыления, обеспечивающие получение пленок фазового состава Ta2N со значением удельного электрического сопротивления 250 мкОм см и высокой термической стабильностью параметров. При использовании полученных результатов были изготовлены согласующие тонкопленочные резисторы для электрооптического модулятора Маха-Цендера на основе InP.

Заряженная нить, натянутая вдоль оси линейной электродинамической ловушки, совершает колебательно-вращательное движение, в результате которого заряженные частицы захватываются нитью в областях пучностей. Такая динамическая нить фактически является дополнительной ловушкой внутри ловушки Пауля.

Проведен анализ вольт-амперных характеристик в температурном диапазоне
гибридного органического материала C24H24N6O3Zn с целью определения перспектив использования этого соединения в качестве полупроводникового материала. Измерения выполнены в диапазоне температур 270–330 К. Проведён электрохимический анализ исследуемого координационного соединения, рассчитаны энергии уровней HOMO и LUMO. Описана методика получения, микроскопия, а также методика измерения температурных зависимостей электрических свойств полученных тонких пленок. Рассчитан ряд фундаментальных величин плёнок данного координационного соединения: энергия активации 0,88 эВ и подвижность носителей заряда 1,4710-11 см2 В-1 с-1.

Представлены результаты исследования процессов травления (~200 нм/мин) пленки ZnO фокусированным пучком электронов средней энергии (70 кэВ) при плотности потока 1021 см-2с-1 в условиях вакуума 910–5 Па. Показано, что модель травления пленки ZnO, основанная на процессах термодесорбции и электронно-стимулированной десорбции, не подтверждается расчетами. Предложен возможный механизм травле-ния, в основе которого лежит радиолиз, вызванный Оже-распадом в приповерхностных слоях пленок ZnO. Полученные результаты могут иметь важное значение как в исследовании радиационной стойкости устройств на основе ZnO, так и в развитии методов микронного и субмикронного травления данного материала.

Рассмотрен процесс получения высокотеплопроводных алюминий-графитовых композитных материалов методом пропитки пористых заготовок чешуйчатого графита расплавом алюминиевого сплава под давлением. Показано, что скорость проведения процесса, состав алюминиевого сплава обеспечивают формирование плотной, бездефектной и беспористой термоинтерфейсной границы между графитом и алюминиевым сплавом, отмечается отсутствие кристаллических включений третьих фаз, таких как SiC, Al4C3. Приведен пример оценки итоговой теплопроводности образца композитного материала с учетом влияния ориентации графитовых частиц и термоинтерфейсной теплопроводимости матрица-наполнитель.