Статьи

В работе обсуждаются некоторые свойства биокерамических бислойных покрытий на поверхностях титанового сплава Ti-6Al-4V, полученных путем микродугового ок-сидирования и последующего детонационного напыления кальций фосфатных (Ca-P) покрытий на основе гидроксиапатита. Получены двухслойные системы: слой TiO2 на подложке (толщиной покрытия  2–3 мкм) и последующий Ca-P слой (толщиной до  100–150 мкм). Данные покрытия были исследованы методами электронной микро-скопии, рентгеноструктурного и энергодисперсионного анализа. В составе обнаружены только биосовместимые фазы – анатаз, гидроксиапатит и трикальций фосфат. При этом никаких цитотоксических компонентов не зарегистрировано. Стехиометрическое соотношение составляло Ca/P  1,56–1,86. Сделано заключение о перспективности предложенной комплексной технологии нанесения бислойных керамик на титановые импланты.

Исследованы вольт-амперные характеристики p-Si–n-Si1-xSnx (0  x  0,04) структур, в температурном диапазоне от 293 до 453 К. Определено, что начальные участки пря-мых ветвей ВАХ при всех температурах описываются экспоненциальной зависимостью тока от напряжения, а затем следует квадратичный участок, который описывается дрейфовым механизмом переноса носителей в режиме омической релаксации объемного заряда. Были определены энергии активации двух глубоких уровней со значениями 0,21 эВ и 0,35 эВ, которые приписываются междоузельным атомам Sn и А-центрам, соответственно. Обоснована перспективность использования твердых растворов Si1-xSnx (0  x  0,04), полученных на кремниевых подложках, в качестве активного материала при изготовлении инжекционных диодов.

Предложена методика и выполнены расчеты зависимостей коэффициента излучения абсолютно черного тела (АЧТ) от размеров диафрагм излучающего отверстия, для гипотетических случаев, когда размеры диафрагм соизмеримы с излучаемыми длинами волн, а диафрагмы изготовлены из непрозрачного для излучения диэлектрика. Определена величина длины волны «отсечки» λ = 1,772 × A для квадратного отверстия диафрагмы, где A – сторона квадрата и λ = 1,571× D для круглого отверстия, где D – диаметр отверстия, т. е. показано, что тело не может излучать длины волн λ большие, чем 1,772 × A в случае квадратного отверстия и 1,571 × D в случае круглого отверстия. Показано, что если «отсеченные» длины волн вносили сколько-нибудь заметный вклад в интегральное излучение АЧТ с температурой Т при стандартных диаметрах диафрагм (т.е. при диаметрах много больших излучаемых длин волн), то коэффициент излучения этого тела становится меньше единицы и быстро уменьшается при размерах диафрагм, соизмеримых с λ. В этих случаях, подобное тело перестает быть абсолютно черным телом и для расчетов мощности его излучения нельзя применять законы Планка и Стефана–Больцмана, но можно использовать методику, предложенную в этой работе.

Представлены результаты получения эпитаксиальных пленок теллура на подложках из слюды (мусковит) методом термического испарения Те в среде водорода. Образование молекул Н2Te в зоне тигля, их диффузия в зону подложки и термализация с ростовой поверхностью за счёт высокой теплопроводности водорода, диссоциативная ад-сорбция Н2Te на поверхности с последующей десорбцией H2 и накоплением атомарного теллура (Те) являются ключевыми особенностями процесса кристаллизации пленки на всех ее стадиях. Атомарный теллур способствует зарождению и ро-сту жидкокапельных ориентированных зародышей при температурах подложки близких к температуре плавления теллура (450 оС). На стадии коалесценции жидко-фазных островков формируется «мозаика» островковой фазы, состоящая из пустот разных размеров, ограниченных кристаллографическими гранями. После формирования сплошной пленки начинается стадия автоэпитаксиального роста пленки, также реализуемая по островковому механизму пар-жидкость-кристалл (ПЖК-механизм). По структурному совершенству, полученные пленки и слои Те превосходят объемные монокристаллы и могут найти применение для изготовления приборных структур в области микро-, опто-, акустоэлектроники.

Зафиксировано появление трех групп заряженных частиц при воздействии импульса лазерного излучения оптического диапазона с интенсивностью  109 Вт/см2 на металлическую мишень в среде разреженного газа. Показана возможность использования ленгмюровского зонда для диагностики плазменных процессов с наносекундным временным разрешением.

Исследовано влияние на параметры разряда в цезий – ртуть – ксеноновой парогазовой смеси возвращенного обратно в плазму собственного излучения газоразрядной лампы. Изучены трансформация спектра излучения, формирование плазменного канала при достижении квазистационарной стадии. В результате исследования самообращения резонансной линии цезия доказана определяющая роль роста давления паров плазмообразующей среды на изменение характеристик плазмы.

Экспериментально исследовано аксиальное распределение потенциала плазмы, концентрации и температуры электронов в ВЧ емкостном источнике плазмы, имеющем геометрию ускорителя с замкнутым дрейфом электронов. Рассмотрены два случая организации внешней электрической цепи разряда. В первом случае электроды замыкались по постоянному току, во втором – размыкались. Показано, что замыкание электродов по постоянному току приводит к существенному росту потенциала плазмы и концентрации электронов. Вблизи электродов в ряде случаев наблюдаются локальные максимумы температуры и плотности плазмы, которые могут быть связаны с возникновением азимутального дрейфа электронов в скрещенных электрическом и магнитном полях.

Методом высокотемпературного (800 оС) твердофазного (одноступенчатого и двухступенчатого) отжига на кремниевых подложках с ориентацией (111) сфор-мированы поликристаллические и ориентированные пленки дисилицида бария (BaSi2) толщиной до 100 нм. Однофазность пленок и их оптическая прозрачность ниже 1,25 эВ доказана по данным рентгеновской дифракции и оптических спектро-скопических методов. Установлено, что ориентированные пленки BaSi2 проявляют преимущественную ориентацию кристаллитов [(301), (601)] и [(211), (411)] параллельных плоскости (111) в кремнии. В ориентированных пленках обнаружены проколы, плотность которых и размеры уменьшаются при увеличении времени осты-вания после отжига при 800 оС. Расчет межплоскостных расстояний в решетке BaSi2 для выращенных пленок показал сжатие объема элементарной ячейки на 2,7 % для поликристаллической пленки, а для ориентированных пленок BaSi2 на: 4,67 % (10 минут остывания) и 5,13 % (30 минут остывания). При исследовании спектров комбинационного рассеяния света с изменяемой мощностью лазерного излучения установлено, что наибольшей устойчивостью обладают ориентированные пленки BaSi2, которые перспективны для создания солнечных элементов на кремнии. Определена максимальная плотность мощности лазерного луча (3109 Вт/м2), которая не приводит к началу разрушения данных пленок.

Выполнено исследование амплитудного распределения микроплазменных импульсов при одновременной реализации на лавинном фотодиоде режима счета фотонов и токового режима работы. Режимы работы реализованы при постоянном напряжении питания лавинного фотодиода, превышающем напряжение пробоя его p–n-перехода. Оценено влияние на амплитуду микроплазменных импульсов величины напряжения питания лавинного фотодиода и интенсивности оптического излучения.

В работе рассмотрена модель глобальной электрической цепи Земли (ГЭЦЗ), которая неразрывно связана с процессами в космической плазме. Наша планета Земля окружена космической плазмой, состоящей из электронов, ионов и отрицательно заряженной пыли. Пыль беспрепятственно проникает через магнитное поле и атмосферу и заряжает поверхность Земли отрицательно. Стационарное электрическое состояние достигается при равенстве тока отрицательной пыли и тока положительно заряженных ионов, ускоренных из окружающей плазмы. Положительные ионы проникают в атмосферу через северные и южные широты до высот порядка 100 км, где они уже незамагничены и могут двигаться вдоль Зем-ной поверхности, осуществляя дополнительную ионизацию аномальной структуры Е-слоя, создавая ток «ясной» погоды (порядка 1500 ампер). Ток «ясной» погоды равномерно оседает на отрицательно заряженную поверхность Земли. Используя средний поток пыли на Землю и величину тока «ясной» погоды получено, что средний размер пылинки rn  410-7 м, масса mn  510-17 кг и заряд Qn  10-16 Кл. В работе также рассматриваются вопросы образования, зарядки и разрядки облаков, а также причины влияния космической пыли на погоду Земли.

Продемонстрирована возможность удаления свечной копоти с поверхности произведений масляной живописи с помощью фтороводородного лазера без повреждения красочного слоя, также показана возможность удаления покровного лака. Обе задачи могут быть решены без применения растворителей. Получены ориентировочные значения энергетической экспозиции, обеспечивающие режим воздействия безопасный для красочного слоя. Рассматривается механизм удаления покровного лака, включающий многофотонное (многоступенчатое) поглощение излучения HF-лазера. Обсуждаются перспективы создания автоматизированной установки для очистки произведений живописи на базе электроразрядных нецепных химических фтороводородных лазеров.

Разработана методика компьютерного моделирования трехмерных электронно-оптических систем (ЭОС) формирования винтовых электронных пучков (ВЭП) с неоднородным по азимуту распределением плотности тока эмиссии, предназначенных для использования в существующих и перспективных новых вариантах гиротронов. Методика позволяет впервые учесть влияние неоднородного распределения плотности тока эмиссии совместно с учетом тепловых скоростей электронов, шероховатостей эмитирующей поверхности и трехмерными возмущениями геометрии ЭОС. Алгоритм траекторного анализа основан на специальном задании стартовых условий для эмитируемых с катода частиц, последующем численном расчете электронных траекторий с помощью комплекса программ CST Studio Suite и далее специфической для систем формирования ВЭП методике расчета их параметров, пригодной для последующего расчета электрон-волнового взаимодействия и КПД прибора. Приведены результаты прямого численного моделирования систем с различными вариантами нарушений азимутальной симметрии плотности тока эмиссии.