Научный архив: статьи

Исследовано влияние УФ-излучения на радиационную долговечность некоторых полимеров при различных условиях испытания. Изучена кинетика роста трещин образцах из пленок диацетилцеллюлозы как при наличии УФ-облучения, так и без него. Предложен закон сложения скоростей радиационного vj и термофлуктуационного v разрушения в условиях фотомеханической деструкции.

В представленной работе приводятся результаты исследований люминесцентных свойств поверхности сапфира покрытой нанокластерами золота. В качестве метода возбуждения люминесценции в работе был использован поток быстрых электронов с ускоряющим напряжением 40 кВ. Показано, что в ультрафиолетовой области спектра катодолюминесценции чистого сапфира при малых ускоряющих напряжениях (40 кВ) свечение практически отсутствует. После нанесения покрытия золота свечение в ультрафиолетовой области усиливается за счет интенсивной генерации вакансий кислорода в области контакта золота с сапфиром. Показано, что F+-полоса люминесценции при возбуждении потоком быстрых электронов является в сапфире основной, а F-полоса подавлена. Продемонстрировано плазмонное усиление интенсивности люминесценции, как в ультрафиолетовой, так и красной области спектра при нанесении нанокластеров золота. При фокусировке пучка электронов обнаружен эффект усиления люминесценции в ультрафиолетовой области и температурного гашения в красной области спектра. Усиление интенсивности люминесценции F+- центров связано с генерацией новых вакансий кислорода и перезарядкой старых.

Исследованиями механизмов переноса тока в pSi-nSi1-xSnx структур в интервале температур 293–393 К было установлено, что в Si1-xSnx (0  x  0,04) твердом растворе существенную роль в формировании электрических свойств играет рассеяние носителей заряда не только на сложных комплексах, но и на нанообразованиях. И этим доказано, что, эпитаксиальные пленки твердых растворов Si1-xSnx (0  x  0,04), полученные на кремниевых подложках, могут быть перспективными при изготовлении диодов, работающих в режиме двойной инжекции.

Осаждением в СВЧ-плазме (2,45 ГГц) в смеси метан-силан-водород на подложках кремния и монокристаллического алмаза синтезированы композитные пленки алмазкарбид кремния кубического политипа (3C-SiC). Структура и фазовый состав пленок проанализированы методами сканирующей электронной микроскопии и комбинационного рассеяния света. Удельное сопротивление пленок  при температуре T = 340 К составило (0,8−6)10-2 Омсм. Температурные зависимости (T), измеренные в диапазоне 300−460 К, свидетельствуют о полупроводниковом характере электропроводности композитного материала, с энергией активации 0,09–0,20 эВ. Подобные композиты, состоящие из двух широкозонных полупроводников с отличными электронными свойствами и высокой теплопроводностью, потенциально могут быть интересными для применений в электронике.

Методами магнитно-силовой микроскопии (МСМ) и электронной оже-спектроскопии (ЭОС) исследованы плёночные образцы полумагнитного полупроводника на основе CdS, полученные термическим испарением и легированные Fe из поверхностного наноразмерного источника посредством отжига. Свойства слоев CdS: Fe определяются наличием отдельных атомов Fe, растворенных в CdS, и расположением наноразмерных фаз с ферромагнитными свойствами. Совместный анализ результатов МСМ, ЭОС и температурной зависимости магнитной восприимчивости позволил идентифицировать два типа наноразмерных магнитных фаз – FeS и Fe2O3, расположенных в пленке твердого раствора CdхFe1-xS.

Методами нейтронографии и высокоразрешающей рентгеновской дифрактометрии исследованы структурные характеристики гетероструктур на основе гетеропары InGaAs/GaAs, в том числе многослойной периодической гетероструктуры с квантовыми ямами InGaAs, содержащей 30 периодов. Продемонстрированы необходимость измерения карт обратного пространства около симметричных и асимметричных узлов отражения в дополнение к кривым дифракционного отражения для выявления качественных и количественных параметров кристаллической структуры гетероэпитаксиальных материалов, а также возможность применения такого измерения не только для гетероструктур, представляющих собой одиночный слой на подложке, а также для многослойных периодических эпитаксиальных структур. По результатам измерений методом рентгеновской дифрактометрии вычислены параметры кристаллических решёток слоёв InGaAs и GaAs в вертикальном и латеральном направлениях относительно плоскости поверхности подложки, толщины слоёв l и состав x твёрдого раствора InxGa1-xAs в гетероструктурах, оценена степень релаксации слоёв по измерениям карт обратного пространства около асимметричных узлов отражения. Методом нейтронографии была измерена многослойная гетероструктура, получен профиль толщины слоёв сверхрешётки по глубине структуры, оценены средние значения толщин квантовых ям InGaAs и барьеров GaAs. Установлено соответствие между результатами измерений средних толщин слоёв и периода сверхрешётки для многослойной периодической гетероструктуры различными методами, а также с технологическими ростовыми данными.

Статья посвящена изготовлению и исследованию свойств фоточувствительных элементов на основе теллурида висмута. В работе методом жидкостной эксфолиации получены суспензии 2D-материала на основе теллурида висмута в органическом растворителе без использования дополнительных поверхностно-активных веществ. Размеры двумерных листов в суспензии составили в среднем 200–300 нм при толщине 2–2,5 нм. Изготовлены фоточувствительные элементы резистивного типа методом drop-casting. Исследованы фотоотклики чувствительных элементов при комнатной температуре и температуре жидкого азота.

Разработано устройство для рафинирования металлургического кремния в плазме электронного пучка в сверхзвуковом потоке газа. Представлено описание и демонстрация возможностей электронно-пучкового метода и плазмы на его основе для удаления примесей из металлургического кремния в условиях форвакуумного диапазона давлений. На лабораторном оборудовании получены образцы кремния в варианте окислительного рафинирования с использованием паров воды.

Рекордная теплопроводность алмаза (до 24 Вт/см К) делает его предпочтительным материалом теплоотводов в электронике. Для практического решения таких задач слои поликристаллического алмаза (ПКА) должны быть синтезированы на подложках диаметром не менее 2 дюймов методом химического осаждения из газовой фазы. Типичными проблемами для таких ПКА пленок являются неоднородность и высокие значения механических напряжений, связанных с различием коэффициентов теплового расширения алмаза и кремния. В данной работе на основе моделирования электронного поля был разработан, изготовлен и затем испытан в СВЧ-реакторе ARDIS-100 держатель пьедестальной геометрии. С использованием такого держателя на подложке кремния толщиной 0,35 мм и диаметром 2 дюйма был синтезирован слой ПКА толщиной 80 мкм. Структура и фазовый состав синтезированного образца изучались методами растровой электронной микроскопии и спектроскопии комбинационного рассеяния. Прогиб двухдюймовой пластины «Алмаз-на-Si», измеренный с помощью интерферометра белого света, составлял ~50 мкм. Полученные результаты могут быть использованы для изготовления теплоотводящих ПКА слоёв для применения в электронике.

Представлена экспериментальная установка, созданная на базе СВЧ-плазмотрона волноводного типа, для исследования плазменной модификации дисперсных материалов (сыпучих порошков) в безэлектродном СВЧ-разряде атмосферного давления в газовом потоке. Разработаны устройства (модули установки) для формирования вихрево-го потока плазмообразующего газа и управляемой инжекции дисперсных частиц в СВЧ-разряд. Проведены предварительные эксперименты по обработке микрочастиц SiO2, MgO и политетрафторэтилена (ПТФЭ) в СВЧ-разряде в потоке аргона. Анализ частиц проводился методом сканирующей электронной микроскопии. На примере оксидов было показано, что СВЧ-плазменное воздействие может приводить к агломерации частиц и их сфероидизации. Созданный экспериментальный комплекс с использованием разнообразных рабочих газов предоставляет универсальные возможности для задач плазменной модификации дисперсных частиц в широком диапазоне размеров и материалов.

Представлена количественная оценка качества радиографического контроля с учетом особенностей формирования системами глубокой коллимации рабочих пучков проникающего излучения в портативных средствах радиографического контроля затворного типа, оснащённых источниками на основе радионуклида 192Ir, генерирующими потоки ионизирующего излучения фокальными пятнами поверхностей «дно» и «бок» цилиндрической капсулы. Проведено математическое моделирование взаимодействия гамма-излучения с элементами систем глубокой коллимации различной геометрии с использованием программных комплексов MCNP5 и Geant4. Установлено, что применение пирамидальной системы глубокой коллимации позволяет улучшить соотношение «сигнал/шум» примерно в два раза по сравнению с прямоугольно-пирамидальной, что способствует повышению качества регистрируемого изображения и снижению массогабаритных характеристик оборудования. Кроме того, ориентация капсулы излучателя относительно «зоны интереса» фокальным пятном излучающей области «дно» незначительно увеличивает вклад шумового эффекта и ухудшает параметры фактора «сигнал/шум» не более, чем на 1 %.

Спроектирован стенд для проведения ресурсных испытаний в форсированных режимах фотомодуля (ФМ) инфракрасного диапазона (ИК) с режимом временной задержки и накопления (ВЗН) из состава фотоприемного устройства космического базирования. Особенностью разработки является возможность получения экспериментальных данных об отказах, возникающих при длительном функционировании ФМ, которые оказывают влияние на пороговые характеристики устройства. Стенд позволяет подтвердить достаточность мер для обеспечения долговечности и безотказности работы фотомодуля, а также оценить надежность всей аппаратуры применения в целом. Апробация стенда будет проведена посредством запланированных испытаний.