Научный архив: статьи

Описан принцип работы мощного понижающего преобразователя напряжения мощностью 16 кВт для использования в составе силовой установки гибридных летательных аппаратов. Преобразователь работает в диапазоне входных напряжений 1000–1300 В и диапазоне выходных 800–1000 В с ограничением по току в 20 А. Коэффициент полезного действия созданного преобразователя составляет около 99 %.

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.

Представлен конструктивно простой и достаточно универсальный метод диагностики структурного совершенства полупроводниковых пленок в процессе их синтеза в установке МЛЭ по генерации второй гармоники (ВГ) с использованием импульсно-периодического YAG:Nd лазера.

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.