Статья: Синтез и исследование газочувствительных свойств тонких пленок оксида меди (2020)

Представлены сравнительные результаты экспериментального и численного исследования отклика p–i–n-диода bpw34F на воздействие мощного потока ионизирующего излучения. Эксперименты проводились на сильноточном импульсном генераторе электронов РС-20, обеспечивающем ток пучка до 75 кА при напряжении на диоде до 1,5 МВ. Облучение pin-диода осуществлялось рентгеновским излучением, возникающем при торможении электронов в массивной мишени. Математическая модель радиационной проводимости основана на кинетических уравнениях для электронов проводимости и дырок валентной зоны и самосогласованных уравнениях Максвелла. Расчеты проводились на суперкомпьютере ГВК К-100.

При использовании в составе люминесцентного сенсора чувствительного слоя из сополимера винилиденфторида с этиленом с иммобилизованными в нем полупроводниковыми люминофорами на основе халькогенидов кадмия и цинка обнаружен эффект колебания интенсивности люминесцентного сигнала на стадии достижения его равновесного значения. Колебания имеют затухающий характер с периодом колебания несколько минут. Наблюдаемый эффект был связан нами с особенностями диффузии исследуемого аналита, в качестве которого использовали эффективный тушитель люминенсценции квантовых точек – бромоформ. Было предположено, что наблюдаемые особенности механизма диффузии обусловлены зависимостью сорбционно-диффузионных характеристик процесса от концентрации определяемых веществ.

Изготовлены образцы металлсодержащих плёнок полиакрилонитрила. Проведён сравнительный анализ характеристик образцов чувствительных элементов на основе металлсодержащего полиакрилонитрила с различными легирующими добавками (медь, серебро, кобальт) к диоксиду азота. Введение легирующей добавки в углеродную матрицу нанокомпозита приводит к уменьшению ширины запрещенной зоны по сравнению с чистым полиакрилонитрилом. Результаты исследования ширины запрещенной зоны позволяют получить материал с заданными проводящими характеристиками металлокомпозита, что, в свою очередь, определяет газочувствительные свойства системы. Изучены процессы адсорбции диоксида азота на поверхности металлсодержащего полиакрилонитрила. Установлено, что увеличение интенсивности ИК-излучения приводит к ухудшению его адсорбционной активности.

Для стоксовой и антистоксовой фононной люминесценции алмаза получены уравнения в аналитическом виде для расчета импульсной (временной) характеристики и полной энергии потерь. Результаты расчетов хорошо согласуются с экспериментом. Исследование 30 образцов ограненных алмазов (бриллиантов) показывает, что полная энергия люминесценции меняется от 0,9 до 1,5 эВ. Меньшими значениями энергии (0,9–1,1 эВ) обладает антистоксовая фононная люминесценция. Дополнительные потери энергии на стадии ее возбуждения можно объяснить преобразованием части квантов возбуждения в кванты люминесценции с большей частотой. Такой подход к анализу бриллиантов возможен только для природных образцов и нельзя использовать для бриллиантов искусственного происхождения.

Изучено влияние УФ-излучения разных длин волн на разрывную прочность пленок полиэтилентерефталата (ПЭТФ) в условиях постоянства поглощенной интенсивности падающего на образец излучения. Установлено влияние времени УФ-облучения на прочность образцов разной толщины в условиях одинаковости дозы облучения независимо от длины волны УФ-излучения. Показано, что эффективность дозы облучения существенно зависит от глубины проникновения УФ-излучения и толщины исследуемого образца. Найдено, что при оценке эффективности действия квантов УФ-излучения разной длины волны необходимо учесть не только дозу поглощенной энергии, но и распределение интенсивности излучения по толщине образца.

Изучены темновые токи в средневолновых nBn-структурах на основе HgCdTe, выращенного методом молекулярно-лучевой эпитаксии на подложках из GaAs (013). Пассивация поверхности боковых стенок мезаструктур проводилась путем формирования пленок Al2O3 методом плазменного атомно-слоевого осаждения. Показано, что при составе в барьерном слое, равном 0,84, в nBn-структурах доминирует объемная компонента темнового тока. Энергия активации тока близка к ширине запрещенной зоны поглощающего слоя. Сопоставление экспериментальных результатов с эмпирической моделью Rule07 показало, что в диапазоне температур 180–300 К в изготовленных структурах реализуется диффузионное ограничение темнового тока. Из проведенных исследований следует, что молекулярно-лучевая эпитаксия HgCdTe на альтернативных подложках является перспективным способом создания униполярных барьерных детекторов для спектрального диапазона 3–5 мкм.

Исследована фотоэлектрическая взаимосвязь матричных фотоприемных устройств средневолнового ИК-диапазона форматов 320256 элементов с шагом 30 мкм и 640512 элементов с шагом 15 мкм на основе антимонида индия. Определена зависимость величины взаимосвязи от толщины объемной структуры утоньшенного антимонида индия. Взаимосвязь элементов МФПУ на основе эпитаксиального антимонида индия существенно меньше, чем взаимосвязь на основе объемного антимонида индия.

В работе рассмотрено изучение влияния защитного газа на течение плазмы электрической дуги и расплавленного металла. Представлено моделирование влияния защитного газа на течение плазмы электрической дуги расплавленного металла и разработана математическая модель, описывающая течение плазмообразующего газа внутри устройства, формирующего необходимые направления плазменных потоков для образования капли расплавленного электродного металла необходимых размеров. Установлено, что защитный газ и его давление влияют на скорость истечения газа, а также на формирование и размер капли электродного металла. При увеличении давления защитного газа изменяется время образования и отрыва капли: чем выше давление газа, тем капля имеет меньший объем. Аргон и углекислый газ по-разному оказывают влияние на течение плазмы электрической дуги, длину дуги, формирование и отрыв капли. Изменяя газовый состав, давление и скорость газа можно управлять процессом формирования капли. Определено, что с увеличением расхода газа с 10 до 30 л/мин происходит увеличение скорости истечения газа с 1,2 до 5,2 м/с и уменьшение объема капли расплавленного электродного металла. Объем капли может меняться в среднем на 65 % в зависимости от защитного газа.

В работе исследована система последовательного и чередующегося типа электрического подключения трех электрогидродинамических ячеек на основе коронного разряда в воздухе атмосферного давления. Проведено численное моделирование рассматриваемой системы. Показано распределение объемной силы, действующей на участке дрейфа многокаскадной системы. Получено хорошее соответствие результатов эксперимента с расчетными данными.