Статьи

Дан обзор новых наиболее интересных результатов, представленных на LII Международной Звенигородской конференции по физике плазмы и управляемому термоядерному синтезу, состоявшейся с 17 по 21 марта 2025 года в г. Звенигород Московской области. Проведен анализ достижений в основных направлениях развития исследований в области физики плазмы в России и их сравнение с работами за рубежом.

Показан достаточно высокий уровень стойкости к -нейтронному излучению активных элементов оптоэлектронных пар: светоизлучающих структур с массивом Ge(Si) наноостровков и фотодиодов с эпитаксиальными слоями Ge/Si. Теоретические оценки доли наноостровков Ge(Si), теряющих свойства люминесценции при генерации радиационных дефектов, в первом приближении совпадают с экспериментальными данными по снижению интенсивности фото- и электролюминесценции облученных структур. Выполнение условия совместимости параметров светоизлучающих и фотоприемных структур оптоэлектронных пар обеспечивает регистрацию оптопарного эффекта при высоких уровнях воздействий.

Проведен анализ возможных факторов искажения изображения фотошаблона в слое фоторезиста в процессах контактной фотолитографии при изготовлении матричных ИК фотоприёмников, что приводит к неодинаковости геометрических размеров элементов фотоприемных матриц и как следствие, неоднородности по пикселям чувствительности матричных ИК-фотоприёмников. Исследованы особенности формирования фоточувствительных элементов матриц форматов 384 288 с шагом 25 мкм, 320256 с шагом 30 мкм и 640 512 с шагом 15 мкм на основе гетероэпитаксиальных слоев GaAs/AlGaAs и xBn-InGaAs, выращенных на подложках из арсенида галлия и фосфида индия соответственно. Исследовано влияние на неоднородность чувствительности неплоскостности поверхности гетероэпитаксиальных структур полупроводниковых пластин и дефектов на поверхности пластин.

В обзоре представлен анализ микро- и нанотвердости кристаллов и эпитаксиальных структур на основе тройных растворов полупроводникового материала кадмий-ртуть-теллур (КРТ, HgCdTe) и их влияние на надежность фотоприемных устройств (ФПУ), проведена оценка коэффициента твердости КРТ от состава и температуры. Механические свойства кристаллов и эпитаксиальных структур КРТ рассматриваются при точечном воздействии методами сжатия, изгиба и пластической деформации. Представлены модельные зависимости энергии активации: от нагрузочного напряжения и от температуры для двух составов КРТ (Hg0,8 Cd0,2 Te и Hg0,34Cd 0,66 Te). Теоретические и экспериментальные исследования позволили установить следующие значения энергии активации пластической деформации для материала КРТ: 1,1 эВ для Hg 0,8 Cd0,2 Te и 1,6 эВ для Hg 0,34 Cd0,66 Te

Исследовано изменение спектрально-люминесцентных свойств ряда замещенных фенолов под действием излучения эксиламп. Получены кинетические закономерности фотоиндуцированной деградации в воде замещенных фенола: 2,6-ди(гидроксиметил)-4- метилфенола и 4-цианофенола. Рассчитаны квантовые выходы фотопревращения исследуемых соединений. Показано, что для 2,6-ди(гидроксиметил)-4-метилфенола наибольшая фотодеградация наблюдается при использовании XeBr эксилампы. При прямом фотолизе не получено заметной деградации 4-цианофенола

Рассмотрен синтез покрытий TiN на сплаве Т15К6 в парах Cu на основе газоразрядных процессов вакуумно-дугового испарения Ti в азотсодержащей плазме и магнетронного ионно-плазменного распыления Cu. Определены технологические параметры синтеза композитных покрытий TiN-Cu: ток дугового разряда 90 А, ток и напряжение горения магнетронного разряда, соответственно, 0,5 А и 400 В, давление смеси газов в вакуум-ной камере 2,4 Па, температура ростовой поверхности 473 К, время синтеза  15 мин, время очистки ростовой поверхности подложки 10 мин, напряжение смещения 160 В. Рентгеноспектральный микроанализ структуры подтверждает содержание меди  5,57 ат.% в исследуемых покрытиях по всему профилю покрытий. Микотвердость покрытий составляет 38–42 ГПa.

Для исследования упругих свойств слоистой гетероструктуры Al/hBN/WSe2(монослой)/hBN/Al2O3 использовалась пикосекундная ультразвуковая методика. В процессе эксперимента измерялись временные зависимости изменения фазы коэффициента отражения образца, вызванные распространением упругого импульса, который возбуждался фемтосекундным лазером. Построение карты пространственного распределения модуля спектральных компонент Фурье-спектра отклика для различных частот позволило локализовать область гетероструктуры, содержащей в себе монослой WSe2. Используя математическую модель отклика многослойной структуры, были оценены упругие параметры гетероструктуры Al/hBN/WSe2(монослой)/hBN/Al2O3, в частности жесткости интерфейсов слоев.

Исследовано влияние легирования редкоземельными элементами, в частности трёх-зарядными лантаноидами Ln3+ (Ln = Pr, Nd, Eu, Ce, Sm), на люминесцентные свойства вольфрамата кальция со структурой шеелита, полученного микрофлюидным методом. Согласно данным рентген-индуцированной оптической люминесценции (XEOL) можно утверждать, что легирование европием приводит к наиболее интенсивной люминесценции шеелита. Проведен количественный элементный анализ состава получаемых микрофлюидным способом образцов шеелита методом рентгеновского флуоресцентного анализа и также качественный анализ спектров рентгеновского поглощения (XANES) вблизи L3-края поглощения W для Eu-замещенного вольфрамата, как образца, обеспечивающего наибольший выход флуоресценции

Обнаружен необычный тлеющий разряд в смеси Xe–Cs. Его напряжение горения в не-сколько раз меньше, а плотность тока на 1–2 порядка больше, чем напряжение и ток обычного тлеющего разряда в чистых ксеноне и цезии. Такие разряды возникали в осветительных цезиевых лампах импульсно-периодического разряда при их разогреве переменным напряжением перед подачей сильноточных рабочих импульсов при давлении ксенона 20 Торр и в широком диапазоне давлений цезия от 10-6 до 1 Торр. Вероятной причиной возникновения таких разрядов может быть фотоэмиссия с W–Th–Cs структур на электродах под действием интенсивной УФ-радиации катодного слоя.

Приведены результаты исследования динамики горения дугового разряда в электродуговой камере плазмотрона переменного тока мощностью до 10 кВт. Измерения про-водились с использованием графитовых и вольфрамовых электродных наконечников при атмосферном давлении в диапазонах расходов плазмообразующих газов: H2 до 0,08 г/с и смеси H2+CH4 до 0,1 г/с. Установлены характерные стадии развития разряда, среди которых наблюдались контрагированные, диффузные с образованием плазменного шлейфа и переходные типы дугового разряда.

Проведены теоретические расчеты и получены значения концентраций легких и тя-желых дырок, а также эффективной массы легких дырок для различных значений приведенного уровня Ферми для p-InSb и p-GaSb при Т = 295 К. При расчетах учитыва-лась непараболичность зоны легких дырок. Вычислены значения волновых чисел, от-вечающих плазменной частоте, а также частоте высокочастотной смешанной плазмон-фононной моды. Построены градуировочные зависимости, связывающие значения концентраций легких и тяжелых дырок со значениями характеристического волнового числа, отвечающего частоте высокочастотной смешанной плазмон-фононной моды. Показано, что эти зависимости описываются полиномами второй степени.

Разработан новый прекурсор серы, полученный при растворении элементарной серы в децене-1 при повышенных температурах и давлениях. Детально исследован синтез экологически безопасных коллоидных квантовых точек CuInS2 для видимого диапазона с использованием данного прекурсора. Проведено сравнение прекурсоров индия, различ-ных температурных и концентрационных режимов синтеза. Для полученных образцов наночастиц проведена характеризация их состава и спектральных характеристик. Продемонстрирована возможность использования этого прекурсора серы для получения наночастиц AgInS2. На основе полученных материалов получены тонкие пленки и продемонстрирована принципиальная возможность создания фоточувствительных структур.