Статьи

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.

Приведены результаты экспериментальных исследований и анализ динамики нагрева металлодиэлектрических структур (МДС) с алюминиевыми проводящими пленками на подложках из стекла или ситалла при воздействии мощных СВЧ-полей, а также при воздействии постоянного и переменного токов.

На двух конкретных примерах рассмотрен общий подход в математическом моделировании тепловых процессов в контактных зонах тепловыделяющих элементов при разработке и оптимизации различных технологических процессов, систем и устройств. В первом примере рассмотрена математическая модель теплообмена в контактной зоне (металлогибридном термоинтерфейсе) между тепловыделяющим элементом и теплорассеивающим радиатором. Во втором случае рассмотрен и про-анализирован тепловой процесс при обработке материалов связанным алмазным ин-струментом в контактной зоне «алмазное зерно – связующий материал – обрабаты-ваемый материал». Общий подход в моделировании тепловых процессов в контактных зонах различных тепловыделяющих элементов позволяет оптимизировать параметры технологических режимов обработки и правильные условия эксплуатации изделий и систем.

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.

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.

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.

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.