Научный архив: статьи

Представлен обзор докладов, представленных на Форуме «Микроэлектроника – 2023» в секции «Технологии оптоэлектроники и фотоники», подсекции «12.1 Опто- и
фотоэлектроника», посвященных вопросам развития исследований в области оптоэлектроники и фотоники: полупроводниковой фотосенсорике и материалам
фотосенсорики, микрокриогенной технике, технике тепловидения и ночного видения.

Формулируется и доказывается метод отражений электростатики для точечного заряда, расположенного рядом с плоскослоистой средой, состоящей из двух пленок на диэлектрическом полупространстве. Метод обобщается на случай произвольной системы зарядов и применяется к решению математически аналогичных задач электростатики и стационарной теплопроводности плоскослоистых сред.
Рассмотрена задача нахождения распределений электростатического потенциала вокруг проводящей сферы, расположенной вблизи плоскослоистой структуры, состоящей из двух диэлектрических пленок на диэлектрическом полупространстве. Обсуждаются решения аналогичных задач нахождения распределения температур равномерно нагретых тел, расположенных вблизи теплопроводящей плоскослоистой структуры из двух теплопроводящих пленок на теплопроводящем полупространстве.

Впервые выведено модифицированное уравнение Лондонов для проникновения переменного магнитного поля в сверхпроводники I-го и II-го родов, находящихся в мейснеровском состоянии. В рамках данного уравнения получена зависимость глубины
проникновения переменного магнитного поля  в сверхпроводник от частоты изменения магнитного поля и долей концентраций нормальных и сверхпроводящих электронов ( s и n), т. е. фактически от температуры сверхпроводника. Получены выражения для глубины проникновения переменного магнитного поля с учетом тока смещения в уравнениях Максвелла и с учетом различия эффективных масс нормальных и сверхпроводящих электронов. Модифицированное уравнение Лондонов позволяет описывать нестационарные процессы в сверхпроводниках при индуцированном электрическом поле, которое возбуждает как сверхпроводящие, так и нормальные токи согласно двухжидкостной модели сверхпроводников

Приведены результаты разработки микросборки сверхширокополосного электрооптического модулятора с интегрированным источником излучения для использования в волоконно-оптических системах передачи аналогового сигнала на длине волны оптической несущей 1,31 мкм. Микросборка выполнена на основе полупроводникового кристалла электроабсорбционного модулятора с встроенным лазером. Максимальная мощность излучения лазера превышает 10 мВт при токе потребления 90 мА, диапазон рабочих частот модулятора составляет от 100 кГц до 20 ГГц.

Исследованы вольт-амперные характеристики (ВАХ) и вольт-фарадные характеристики (ВФХ) МОП-конденсаторов, сформированные последовательным осаждением тонких слоев затворного диэлектрика ZrO2:Y2O3 и Ti-Pd-Au затворного электрода на гетероэпитаксиальных структурах Ge/Si(001), выращенные низкотемпературным (Ts = 350 C)
методом газофазного осаждения с пиролизом моногермана на «горячей нити» (англ. HotWireChemicalVaporDeposition (HWCVD)). Высокое структурное совершенство гетероструктур Ge/Si(001) (плотность дислокаций, отождествленная с плотностью ямок
травления, составляла 1105 см-2), и высокая гладкость поверхности слоя Ge(rms = 0,37 нм) давали предпосылку для последующего формирования МОП-конденсаторов с высокими электрическими параметрами. Использование тонких слоев ZrO2:Y2O3 c 4-х
процентным содержанием Y2O3 и прошедших дополнительный отжиг, позволяет снизить токи утечки до 510-5 А/см2 при V = -1 В. Плотность поверхностных состояний на границе диэлектрик-полупроводник, определенная из ВФХ МОП-конденсатора, составля-
ла 41012 см-2эВ-1, что открывает перспективы для использования таких гетероструктур при изготовлении МДП-транзисторов.

Обсуждаются особенности процессов электромеханической эрозии контактных покрытий на основе сплавов Co-W, Ni-W и Ni-Mo при их испытаниях в режиме коммутации резистивной нагрузки при токе 1 A, рабочем напряжении 12 В, частоте 10 Гц. Проведен анализ динамики изменения контактного электрического сопротивления экспериментальных контактных групп с исследуемыми типами покрытий. Установлена взаимосвязь между морфологическими характеристиками, характеризующими развитость и регулярность структуры микрорельефа контактных покрытий на основе исследуемых сплавов, величиной их контактного сопротивления, а
также интенсивностью эрозионного износа в ходе коммутационного цикла.

Плотные однородные аморфные диэлектрические слои нитрида алюминия с минимальным рельефом поверхности, характеризующиеся оптической шириной запрещенной зоны порядка 6,1 эВ, относительной диэлектрической проницаемостью – 8,5 и
высокой оптической прозрачностью в широком диапазоне спектра от ближнего УФ до среднего ИК, были получены методом реактивного высокочастотного (ВЧ) магнетронного распыления алюминиевой мишени в атмосфере газовой смеси Ar–N2 (соотношение 15:1) при относительно высоком давлении в камере на уровне 2,7 Па, мощно-
сти ВЧ-разряда 100 Вт и комнатной температуре подложки. Показана возможность низкотемпературного получения на основе данных слоев интегральных конденсаторных структур, в том числе прозрачных планарных емкостных структур для различных оптоэлектронных приложений.

Приведены экспериментальные результаты измерения параметров пленок оксида алюминия, осажденных электронно-лучевым испарением алюминия в кислороде при разных температурах подложки. Показано, что характер влияния температуры определяется соотношением давления кислорода и скорости осаждения пленки.

Исследовано влияния топологических параметров фотоприемного устройства (ФПУ) второго поколения на погрешность измерения частотно-контрастной характеристики (ЧКХ) объектива при измерении качества изображения объектива. Проведены теоретические исследования путем математического моделирования для пятен рас-сеяния дифракционного качества и матричных ФПУ с различными коэффициентами фотоэлектрической связи (ФЭС) при различных функциях распределения чувствительности фоточувствительного элемента (ФЧЭ).

Разработан новый прекурсор селена, полученный при растворении элементарного се-лена в децене-1 при повышенном давлении. Были найдены оптимальные условия для получения реагента с наибольшей реакционной способностью при синтезе наночастиц. Для полученного реагента проведено исследование состава с помощью ЯМР. Исследован синтез коллоидных квантовых точек HgSe с использованием разработанного прекурсора. Полученные ККТ HgSe обладают сильным поглощением в среднем ИК-диапазоне, связанным с внутризонным переходом. Продемонстрирована возможность создания фоточувствительных структур на основе полученного материала.

Описан метод определения плотности энергии (мощности) импульсного лазерного из-лучения при введении эталонного материала в оптическую плоскость обработки, что позволяет исключить влияние физико-химических свойств исследуемых материалов. Параметры сфокусированного лазерного пучка определялись при измерении энергии, поглощенной эталоном, и площади пятна облучения, оставшегося на нем после взаимодействия с лазерным пучком. В случае разрушения исследуемого образца остается возможность определения плотности энергии (мощности) воздействующего лазерного излучения. Данный метод может быть применен в области исследования взаимодействия лазерного излучения с веществом, в частности, определения оптической стойкости (прочности) материалов

Представлено исследование коэффициента лобового сопротивления сферической ча-стицы Al2O3 в потоке термической плазмы. Разработана нестационарная модель взаимодействия мелкодисперсной частицы в прямоугольном канале с ламинарным сжимаемым неизотермическим потоком. Выполнен анализ влияния граничных условий на результаты моделирования. На основании результатов параметрического ис-следования определены функциональные зависимости коэффициента лобового сопротивления и числа Нуссельта, необходимые для моделирования технологии плазменного нанесения покрытий