ПРИКЛАДНАЯ ФИЗИКА

Выполнена оценка чувствительности датчика магнитного поля на основе наногранулированного нитрида ниобия, которая составила порядка 30 фTл/Гц1/2. Принцип работы указанного датчика основан на нарушении нечетной симметрии постоянным магнитным полем намагниченности чувствительного элемента. Приведена математическая модель подобных датчиков.

Приведены результаты моделирования применения жидкости ПЭС-3 в поршневой паре высокого давления. Распределение давления в зазоре между поршнем и цилиндром имело вид параболы для подпоршневого давления 1,6 ГПа. Расчёты проводились для подпоршневых давлений от 0,01 ГПа до 1,6 ГПа. Начальный недеформированный зазор между поршнем и цилиндром варьировался от 0,2 мкм до 1 мкм. В результате проведённых вычислений определены распределения давления между поршнем и цилиндром для подпоршневых давлений ниже 1,6 ГПа, рассчитаны профили деформированных зазоров между поршнем и цилиндром для разных подпоршневых давлений, получена зависимость скорости опускания поршня от подпоршневого давления для разных начальных недеформированных зазоров, получены зависимости эффективных зазоров от подпоршневого давления для разных начальных недеформированных зазоров.

Расчет энтропии как одной из основных термодинамических характеристик позволяет изучать условия равновесия системы, в частности, исследовать процессы контактного взаимодействия при пропитке композиционных материалов. В работе предложен метод вычисления энтропии фаз в сплавах с использованием сканирования их оцифрованных фотоизображений с помощью программы TLC_Manager_4_0_15VA и дальнейшей статистической обработки. При сканировании формировалась матрица значений, выраженных через коэффициенты поглощения света от поверхности шлифа сплава. Статистические данные многокомпонентной структуры разделяли на отдельные гауссианы, соответствующие определенным фазам. При этом аппроксимировали квадратичной функцией в логарифмическом представлении участки кривой суммарного распределения плотности вероятности коэффициентов поглощения света. Параметры гауссиан вычисляли исходя из того, что зависимость логарифмического представления функции нормального распределения имеет вид квадратичной функции. Это позволило вычислить среднеквадратичные отклонения гауссиан, необходимые для расчета энтропии фаз. Полученные значения энтропии фаз карбидов вольфрама WC и W2C удовлетворительно совпадают со справочными данными.

Представлены экспериментальные исследования лазерной генерации широкополоскового (100 мкм) полупроводникового лазера во внешнем резонаторе на основе планарной волноводной структуры с брэгговской решёткой. Планарная волноводная структура была выполнена на Si-подложках с GeO2: SiO2-волноводным слоем контрастностью 2,4 %. Пленка волноводного слоя была получена распылением германосиликатных стекол GeO(0.5): SiO2(0.5) и GeO(0.5): SiO(0.5) ионами аргона на холодные подложки Si(100) и плавленого кварца в вакууме. Найдены режимы работы ионного источника необходимые для формирования нанокристаллов германия в пленках GeO: SiO и GeO: SiO2. Пленки подвергались отжигу при температуре до 900 С. Наличие и фазовый состав нанокластеров германия в пленках удовлетворяли необходимым условиям лазерной генерации и распределение излучения в дальней зоне в зависимости от относительного положения плоскостей волновода ЛД и волновода внешней планарной структуры. Показано, что в лазерной генерации преобладает поперечная мода высокого порядка, при этом наблюдается существенное уменьшение спектральной ширины излучения и стабилизация спектра во всём диапазоне рабочих токов. В полученных образцах продемонстрирована лазерная генерация на безизлучательной и на истекающих волноводных модах во внешних планарных структурах.

Исследована возможность применения спектрометрии на основе электронного пара-магнитного резонанса (ЭПР) для идентификации факта радиационной обработки семян на примере яровой пшеницы. Радиационная обработка семян проводилось с использованием гамма-установки «ГУР-120» при дозах от 100 до 1000 Гр. После облучения семена хранились в контролируемых условиях и анализировались методом ЭПР-спектрометрии. Исследованы изменения интенсивности ЭПР-сигнала в зависимости от дозы облучения, а также кинетика затухания сигнала с течением времени. Результаты показали, что интенсивность ЭПР-сигнала возрастает с увеличением дозы облучения, что свидетельствует об увеличении концентрации парамагнитных центров. Кинетика затухания сигнала продемонстрировала значительное снижение интенсивности в первые 14 дней после облучения, с последующим более медленным затуханием в течение нескольких месяцев. Количественный анализ подтвердил корреляцию между дозой облучения и концентрацией парамагнитных центров. Полученные результаты показали, что ЭПР-спектрометрия является чувствительным методом для идентификации факта радиационной обработки семян пшеницы.

Исследованы особенности образования плазмы на поверхности бескислородной меди при облучении двойными бихроматическими (355 нм и 532 нм) лазерными импульсами длительностью 18 нс и 15 нс, соответственно, с различным временным интервалом между ними и порядком следования импульсов. Проведены эксперименты с нарастающим количеством двойных бихроматических импульсов и разным порядком их следования при плотностях энергии в каждом около 200 Дж/см2. Установлена повышенная глубина кратеров при порядке следования лазерных импульсов 532 нм + 355 нм) по сравнению с обратным порядком следования импульсов с длинами волн 355 нм + + 532 нм. Результаты работы могут быть использованы при выборе оптимального режима обработки материалов двойными бихроматическими импульсами, а также при дальнейшем изучении особенностей формирования лазерной плазмы.

Моно- и поликристаллические пленки Ge и GeSn, in situ легированные атомами Ga, которые испарялись из источника Ge: Ga, выращивали методом HW CVD на подложках Si(100) и SiO2/Si(100). Методами рентгеновской дифракции, а также методами холловских измерений и CV-профилометрии исследованы их структурные и электрические свойства. При соиспарении легирующей примеси (Ga) из сублимирующего источника Ge: Ga в газофазном осаждении Ge с разложением GeH4 на «горячей нити», внедрение атомов Ga в растущую пленку контролировали путем изменения температуры подложки от 300 до 500 С или соотношения потоков Ga и Ge. Для повышения потока атомов Ga из источника Ge: Ga в нем формировали зону расплава, что позволило увеличить концентрацию дырок в поликристаллических пленках GeSn: Ga до 5,41019 см-3.

Рассмотрен новый тип плазменной ловушки с электростатическим способом удержания положительно заряженных ионов внутри облака отрицательно заряженных микрочастиц в плазме положительного столба тлеющего разряда (комплексной плазме). Такая ловушка может представлять интерес для плазменных технологий при низких и криогенных температурах, так как характеризуется высокой концентрацией удерживаемых ионов и выделяет меньше тепла, чем плазма без микрочастиц. На основе данных эксперимента проведён расчёт параметров комплексной плазмы с использованием жидкостной модели и выполнена оценка эффективности накопления ионов в плазменной ловушке. Получено, что интенсивность накопления ионов в облаке микрочастиц может превышать или быть ниже интенсивности их образования в плазме свободного от микрочастиц разряда. В первом случае комплексная плазма находится в режиме эффективного удержания ионов, где ловушка является концентратором ионов, а во втором – в режиме неэффективного. Основываясь на значениях коэффициента относительного перегрева, показано, что комплексная плазма электрического разряда представляет собой более эффективный инструмент для создания необходимой концентраций холодных ионов, чем плазма без микрочастиц.

Представлены результаты технической реализации метода экспресс-контроля интегрального коэффициента пропускания оптических элементов по образцу-спутнику с помощью матричного фотоприемного устройства. Измерение коэффициента пропускания основано на измерении дифференциального потока излучения. Небольшие мо-дификации метода позволяют использовать его для измерения интегрального коэффициента внутреннего пропускания (или поглощения) материала и измерения интегрального коэффициента пропускания объектива.

Предложена новая методика расчетов спектральных мощностей излучения субволновых частиц, в которой расчеты выполняются с использованием зависимости добротности электрически малых радиоантенн (ESA) от их относительных (по отношению к длине излучаемой волны) размеров. Получена формула для расчета спектральной плотности излучения абсолютно чёрных (серых) тел и субволновых частиц, а также соотношение для расчетов мощности, излучаемой в одной пространственно-спектральной моде чёрных (серых) тел и субволновых частиц. Приведены новые варианты представления спектральных зависимостей по формулам Планка и Стефана-Больцмана.

С целью создания условий для промышленного производства современных отечественных полупроводниковых материалов для нужд силовой и микроэлектроники методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза получена шихта, необходимая для роста объемных монокристаллов карбида кремния 4Н-политипа диаметром 100 мм (150 мм – в перспективе). Синтез шихты реализован на промышленных установках ростовых систем BaSiC-T (PVATepla) с использованием ряда конструкционных элементов их тепловой зоны. Проведен анализ гранулометрического, фазового и политипного состава дисперсных порошков SiC-шихты, полученных при различных условиях синтеза.

С целью создания условий для промышленного производства современных отечественных полупроводниковых материалов для нужд силовой и микроэлектроники методом самораспространяющегося высокотемпературного синтеза получена шихта, необходимая для роста объемных монокристаллов карбида кремния 4Н-политипа диаметром 100 мм (150 мм – в перспективе). Синтез шихты реализован на промышленных установках ростовых систем BaSiC-T (PVATepla) с использованием ряда конструкционных элементов их тепловой зоны. Проведен анализ гранулометрического, фазового и политипного состава дисперсных порошков SiC-шихты, полученных при различных условиях синтеза.