Сверхслабое свечение и нестабильности микротоков в синих GaN-светодиодах при разных стадиях деградации (2021)

Установлено, что сверхслабое свечение, наблюдающееся в режиме нано- и микротоков в синих GaN-светодиодах с множественными квантовыми ямами, обусловлено туннельно-рекомбинационными процессами с участием дефектных состояний и локальных потенциальных ям различной глубины, возникающих вследствие планарных флуктуаций индия в слоях InGaN активной области. Получены цифровые фотографии и проанализированы картины сверхслабого свечения поверхности кристаллов светодиодов. Показано, что картины свечения наряду с вольтамперной характеристикой демонстрируют значительные изменения после испытаний еще на начальных этапах деградации, что указывает на высокую чувствительность этих параметров к деградационным процессам и на возможность их использования в методах диагностики и неразрушающего контроля.

Издание: Прикладная физика
Выпуск: № 6 (2021)
Сохранить в закладках
Измерительный комплекс для определения характеристик высоковольтных карбидокремниевых диодов Шоттки в импульсных режимах (2021)

Разработан отечественный автоматизированный исследовательский измерительный комплекс, позволяющий определять значения токов, напряжений и мощности карбидо-кремниевых диодов Шоттки при подаче импульсов обратного напряжения с амплитудами от 400 до 1000 В. Исследовательский измерительный комплекс был протестирован на карбидокремниевых диодах Шоттки DDSH411A91 («ГРУППА КРЕМНЫЙ ЭЛ») и C3D1P7060Q (Cree/Wolfspeed) и позволил определить их максимальные значения скорости нарастания обратного напряжения dV/dt (877 В/нс и 683 В/нс). Также были определены максимальные значения скорости нарастания тока dI/dt для диодов DDSH411A91 (3,24 А/нс) и C3D1P7060Q (3,72 А/нс). Впервые установлено, что при подаче импульса обратного напряжения амплитудой 1000 В максимальные значения мгновенной полной мощности достигают 1419 ВА для диода DDSH411A91 и 1638 ВА для диода C3D1P7060Q.

Издание: Прикладная физика
Выпуск: № 6 (2021)
Автор(ы): Рыбалка Сергей Борисович, Демидов Андрей Александрович, Кульченков Евгений Александрович, Дракин Александр Юрьевич
Сохранить в закладках
Использование оптоакустического эффекта для измерения концентрации глюкозы (2021)

Исследован оптоакустический метод, имеющий высокое пространственное разрешение, для измерения концентрации глюкозы в крови. Оптоакустический эффект заключается в возбуждении акустических колебаний в жидкой среде в результате поглощения оптического излучения и локального термического нагрева среды. Проведены экспериментальные измерения в свиной крови при различных концентрациях глюкозы с использованием насоса для моделирования кровотока.

В настоящее время доступны только два инвазивных метода для измерения глюкозы в крови: первый, самый обычный метод требует забора образца крови, который затем транспортируется и анализируется в клинической лаборатории, нанесение крови на тест полоски глюкометра. Забор крови, особенно у детей, бывает сложным, кроме того, клинические исследования требуют времени. Следовательно, неинвазивный,
непрерывный мониторинг глюкозы оптоакустическим методом является перспективным.

Издание: Прикладная физика
Выпуск: № 6 (2021)
Сохранить в закладках
Исследование влияния режимов осаждения пленок алмазоподобного углерода на их физико-механические характеристики (2021)

Представлены результаты отработки режимов осаждения пленок алмазоподобного углерода на поверхность подложек из нержавеющей стали при разных параметрах процесса, проведена количественная оценка содержания sp3-связей и физико-механических характеристик полученных покрытий, сформулирован вывод о влиянии технологических параметров процесса осаждения на данные характеристики.

Издание: Прикладная физика
Выпуск: № 6 (2021)
Автор(ы): Жидик Юрий, Ручкин Сергей Евгеньевич, Юрьева Алена Викторовна, Полосухина Мария Ивановна
Сохранить в закладках
Влияние поверхностного сплава на основе титана на свойства стали марки AISI 316L с покрытием a-C:H:SiOx (2021)

В работе представлены результаты по исследованию коррозионных и механических свойств нержавеющей стали марки AISI 316L после комбинированной поверхностной обработки. Обработка заключалась в формировании поверхностного сплава на основе титана с помощью низкоэнергетического сильноточного электронного пучка, который служил в качестве подслоя, и последующего нанесения a-C:H:SiOx покрытия методом плазмохимического осаждения. Показано, что такая комбинированная обработка поверхности повышает коррозионную стойкость стали, т. е. снижает плотность тока коррозии с 110-7 до 910-10 А/см2 и скорость коррозии с 1,110-3 до 9,310-6 мм/год. При этом модифицированная поверхность обладает высокими механическими и трибологическими свойствами.

Издание: Прикладная физика
Выпуск: № 6 (2021)
Автор(ы): Соловьёв Андрей Александрович, Оскомов Константин Владимирович, Яковлев Евгений Витальевич
Сохранить в закладках
Особенности оптической среды поверхности семян растений (2021)

Обнаружено, что покровная ткань семян растений обладает свойством усиления света люминесценции. Это явление проявляется как во временной, так и в частотной области. Коэффициент усиления (по мощности) в зависимости от типа семени меняется от 1,7 (фасоль) до 2,6 (рожь). Для его определения оптическую среду поверхности семян растений представляли в виде динамического звена, имеющего вход и выход. Импульсную (временную) характеристику звена находили по кривой релаксации люминесценции. Зависимость коэффициента усиления от температуры выражается в том, что при уменьшении ее от 50 оC до -30 оC, коэффициент усиления увеличивается от 1,73 до 2,48. Данное явление можно объяснить тем, что на стадии релаксации люминесценции коэффициент поглощения оптической среды поверхности семени принимает отрицательное значение.

Издание: Прикладная физика
Выпуск: № 6 (2021)
Автор(ы): Зиенко Станислав Иванович
Сохранить в закладках
Фотоприемник с интегрированным малошумящим усилителем X-диапазона (2021)

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).

Издание: Прикладная физика
Выпуск: № 6 (2021)
Автор(ы): Юнусов Игорь Владимирович, Арыков Вадим Станиславович, Степаненко Михаил Валерьевич, Троян Павел Ефимович
Сохранить в закладках
Фотоприемные устройства на основе p–i–n и барьерных структур средневолнового ИК диапазона спектра (2021)
  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.
Издание: Прикладная физика
Выпуск: № 6 (2021)
Автор(ы): Болтарь Константин, Яковлева Наталья, Лопухин Алексей Алексеевич, Власов Павел Валентинович
Сохранить в закладках
Зависимость эффективности УФ-излучения импульсных ксеноновых ламп от объемной плотности мощности разряда (2021)

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.

Издание: Прикладная физика
Выпуск: № 6 (2021)
Автор(ы): Киреев Сергей, Гавриш Сергей, Кулебякина Анна Игоревна, Шашковский Сергей
Сохранить в закладках
О квазинейтральности плазмы при осцилляторном удержании на основе наносекундного вакуумного разряда (2021)

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.

Издание: Прикладная физика
Выпуск: № 6 (2021)
Автор(ы): Куриленков Юрий Константинович, Тараканов Владимир Павлович, Огинов Александр Владимирович, Гуськов Сергей Юрьевич, Самойлов Игорь Сергеевич
Сохранить в закладках
Расчет однослойных диэлектрических покрытий для просветления в заданном интервале углов падения (2021)

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.

Издание: Прикладная физика
Выпуск: № 6 (2021)
Автор(ы): Шульман Илья Леонидович, Садовникова Яна Эдуардовна, Кобыш Алина Николаевна, Рогов Александр Юрьевич
Сохранить в закладках
Построение оптоакустического изображения биологических тканей на основе алгоритма для графического процессора (2021)

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.

Издание: Прикладная физика
Выпуск: № 5 (2021)
Автор(ы): КРАВЧУК ДЕНИС АЛЕКСАНДРОВИЧ
Сохранить в закладках