Тройные и четверные растворы материалов группы А3В5 арсенидов InGaAs и фосфидов InGaAsР используются в современных приборах коротковолнового ИК-диапазона спектра различного назначения. Проведены оценки и моделирование времени жизни в структурах А3В5 в соответствии с тремя основополагающими механизмами генерации-рекомбинации: излучательным, Оже и Шокли-Рида-Холла. По про-веденным оценкам время жизни в материале In0,53Ga0,47As n-типа проводимости в диапазоне концентраций 1013–1017 см-3 составляет от 10-5 до 4,510-4 с, что позволяет достигать высоких фотоэлектрических параметров.
Подробно изложен теоретический и экспериментальный материал, лежащий в основе квантовой физики. Большое внимание уделено физическому содержанию основных квантовых понятий и математическому аппарату, используемому для описания движения микрочастиц. Решение большого количества задач не только иллюстрирует излагаемый материал, но в ряде случаев развивает и дополняет его. Рассмотрены наиболее актуальные и перспективные приложения квантовых эффектов в науке и технике.
Содержание учебного пособия соответствует курсу лекций, который авторы читают в МГТУ им. Н. Э. Баумана.
Для студентов технических университетов и вузов.
Разработана конструкция и изготовлены матричные ФЧЭ на основе полупроводникового твердого раствора HgCdTe на подложках из кремния форматом 640×512 элементов с шагом 25 мкм с длинноволновой границей чувствительности 5 мкм по уровню 0,5. Разработаны схема и топология, по которым изготовлены матричные мультиплексоры форматом 640512 элементов с шагом 25 мкм, обеспечивающие рабочие режимы на тактовой частоте до 10 МГц. Методом гибридной сборки на индиевых столбах изготовлено матричное ФПУ форматом 640512 элементов с шагом 25 мкм. Лучшие образцы ФПУ характеризуются следующими параметрами: средняя величина NETD < 13 мК, количество работоспособных элементов > 99,5 %.
Создан комплекс диагностической аппаратуры с многоканальным сцинтилляционным спектрометром рентгеновского излучения в энергетическом диапазоне 270 кэВ с наносекундным временным разрешением и разработана методика измерений. Исследована динамика спектрального состава импульсного рентгеновского излучения плазмы микропинчевого разряда на установке типа «низкоиндуктивная вакуумная искра». Проведенные исследования позволили получить экспериментальные результаты динамики электронной температуры Te плазмы в процессе микропинчевого разряда и определить последовательность образования жесткого рентгеновского излучения.
Представлены результаты исследования условий синтеза графена и систем на его основе без использования подложек при конверсии жидких и газообразных углерод-содержащих материалов в гелиевой, азотной или аргоновой плазме, генерируемой электродуговым плазмотроном, при пониженном давлении. С помощью комплекса физико-химических методов установлено, что при синтезе в объеме морфология графена имеет вид смятой бумаги. При изменении геометрии проточной части реактора без использования подложек формируется структура гидрированного графена. Использование азотной плазмы позволяет получить графен, допированный атомами азота или меди. При добавлении спиртов в плазму аргона или гелия происходит синтез термически стабильного окисленного графена. Сделан вывод о возможности применения плазменных условий для одноступенчатого синтеза графеновых материалов.
Предложена модель термоэлектрического холодильного устройства, работающего на основе эффекта Пельтье, которое может быть использовано для получения глубокого охлаждения разного рода микроэлектронных приборов. Выполнен расчет глубины охлаждения этого устройства. Показано, что предложенное устройство может быть значительно более эффективным по сравнению с используемыми в настоящее время термоэлектрическими холодильниками. В статье сделан анализ полученных результатов, даны практические рекомендации.
Приводятся конструкция и технические параметры стенда, предназначенного для исследования характеристик тонкостенных трубок – строу (straw). Описана методика и представлены результаты измерений характеристик строу диаметром 9,8 мм и толщиной стенки 20 мкм. Определена область упругой деформации, которая простирается до натяжения (1,850 0,002) кгс. Натяжение, превышающее эту величину, приводит к упругопластической деформации, при которой возрастают скорость релаксации натяжения и ползучесть материала строу. Измерен модуль упругости материала трубки, составляющий (4,44 0,05)109 Н/м2. Результаты исследований температур-ной зависимость модуля упругости позволяют выбрать оптимальную температуру работы строу-детектора. Определен коэффициент Пуассона материала трубки, требуемый для оценки изменения её натяжения в вакууме. Его величина составила 0,338 0,004. Для процесса релаксации впервые рассматривается наличие квазипостоянного остаточного натяжения на временном интервале срока службы детектора, определяемого величиной начального натяжения строу. Представленные результаты показывают высокую точность измерений.
В работе выполнены экспериментальные исследования тепловых полей в газоразрядных лампах, позволившие расчетным путем определить конструктивные характеристики ксеноновой лампы сверхвысокого давления с сапфировой оболочкой. Предложенная конструкция газоразрядной лампы обладает бóльшей надежностью, соответствует по световым параметрам источнику излучения с шаровой кварцевой оболочкой, но по габаритным размерам меньше аналога в два раза.
Впервые разработана методика численного моделирования анализатора винтовых электронных пучков (ВЭП) гиротронов, работающего на принципе тормозящего электрического поля. Методика учитывает трехмерность распределения электрического поля и позволяет проводить анализ схем анализаторов с различной конфигурацией электродов в области торможения электронного пучка с целью определения погрешностей измерений питч-фактора, скоростного разброса и вида функции распределения по осцилляторным скоростям, вносимых за счет сложной трехмерной пространственной структуры тормозящего поля. Методика применима для расчета степени искажения функции распределения при различных входных функциях распределения по осцилляторным скоростям, реализующихся в системах формирования ВЭП с различными топологиями пучков (пограничный, ламинарный, регулярно пересекающийся, перемешанный).
Предложен принципиально новый физический метод получения пористых пленок диоксида кремния в вакуумных условиях. Показано, что процесс самоорганизации, возникающий при модификации пленок диоксида кремния углеродом, приводит к формированию пространственно распределенных пор, изменяющих электрофизические свойства диэлектрических пленок и расширяющих их функциональное назначение. Исследованы электрофизические свойства и структура пористых пленок, полученных в результате самоорганизации при магнетронном распылении составной мишени в атмосфере кислорода. Установлены корреляции между пористостью, структурой и электрофизическими свойствами пористых пленок диоксида кремния, модифицированных углеродом. Выявлено, что формирование пористой структуры способствует повышению селективной адсорбционной способности пленок диоксида кремния преимущественно за счет капиллярной конденсации в мезапорах, а также стимулированной адсорбции.