Прикладная физика

Работа посвящена изучению свойств плазмы импульсного стримерного разряда, которая по своим свойствам подобна плазме высотных атмосферных разрядов. Создана установка для экспериментального моделирования красных спрайтов, наблюдаемых при разрядах на высотах 40–100 км от поверхности Земли. При низких давлениях атмосферного воздуха определены условия формирования двух волн ионизации (стримеров), которые распространяющиеся в противоположных направлениях из области плазмы, создаваемой ёмкостным разрядом. Измерена скорость фронта волны ионизации, приводятся спектры излучения и фотографии разряда. Анализируется механизм генерации спрайта

Экспериментально исследовано развитие электрического пробоя через границу раздела двух жидкостей с различной электропроводностью и различной диэлектрической проницаемостью: слой трансформаторного масла над слоем воды в импульсном электрическом поле, направленном по нормали к границе раздела. Обнаружено, что сначала под действием электрического поля поверхность воды начинает прогибаться в слой масла, затем развивается конусообразная неустойчивость границы раздела жидкостей и конус воды быстро втягивается в масло вблизи высоковольтного электрода, погруженного в масло. Слой масла у электрода становиться тонким, либо конус воды достигает электрода, в результате чего возникает пробой.

Проведен анализ практических результатов современного мирового состояния технологии формообразования с целью обеспечения эффективности отечественных технологий. Выполнен сравнительный анализ существующих математических моделей, описывающих функцию съема оптического материала. Осуществлена апробация реальной математической модели, разработанной на основе экспериментальных исследований, в производственных условиях. Результатом работы является анализ графической зависимости шероховатости отполированной поверхности от концентрации полировальной суспензии.

Исследовано влияние островковой структуры Ag на УФ отклик в пленках ZnO. Нанесение островков Ag размерами до 1 мкм уменьшает время релаксации фототока до 1 с. Островки Ag являются эффективным каналом стока электронов. Отжиг пленок ZnO с покрытием Ag в открытой атмосфере при температуре 600 оС возвращает пленки в исходное состояние с длительной релаксацией фототока. Полученные результаты могут найти применение в технологии создания быстрых фотодетекторов на основе ZnO.

Определены закономерности влияния таких основных действующих факторов метода искрового плазменного спекания, как температура спекания, давление и длительность изотермической выдержки, на процесс синтеза композитной металлокерамики в системе ZnO–Zn с различным содержанием металлической фазы цинка. На основании полученных зависимостей плотности композитной металлокерамики от содержания цинка установлены оптимальные режимы синтеза для каждого состава, при которых сохраняется однородная двухфазная структура и достигаются максимальные значения плотности.

Аналитическая модель распыления бинарных слоистых неоднородных мишеней применена к случаю распыления пленок карбида металла с поверхности металла ионами гелия. На основе модели получена аналитическая формула, позволяющая рассчитать полный и парциальные коэффициенты распыления неоднородных мишеней легкими ионами. Результаты расчетов полных коэффициентов распыления пленок карбидов титана и вольфрама с поверхности металлов ионами гелия приведены в сравнении с результатами компьютерного моделирования.

Оптоакустический метод диагностики биологических тканей можно использовать для определения концентрации гемоглобина, глюкозы, гематокрита, в силу того, что он имеет высокое пространственное разрешение. Проведены измерения акустического сигнала in vitro в свиной крови и модельных биологических жидкостях в присутствии полистирольных микросфер как моделей эритроцитов. С помощью приведенного метода (in vitro) измеряли локальное состояние крови в присутствии концентрации гепарина, а также в модельных биологических средах. Результаты согласуются с опубликованными работами в этой области. Несмотря на то, что пока метод не достаточно точен и требует дальнейшей оптимизации, калибровки, он имеет большие перспективы как легко реализуемый неивазивный метод измерения в реальном времени.

Представлены результаты исследования влияния на вольтамперные характеристики (ВАХ) элементов матриц фоточувствительных элементов (ФЧЭ) на основе XBn-InGaAs структур характеристик формирования пассивирующего покрытия и используемых материалов, а также воздействие потока низкоэнергетичных ионов аргона. Пассивирующие покрытия получали методами магнетронного и резистивного напыления диэлектрических материалов сульфида цинка (ZnS), монооксида кремния (SiO) и фторида иттрия (YF3). Показано, что воздействие низкоэнергетичных ионов аргона приводит к катастрофическому увеличению темновых токов непассивированных элементов матриц.

Экспериментально и теоретически исследованы вольт-амперные характеристики высоковольтного российского карбидокремниевого диода Шоттки 5ДШ410А1 в диапазоне температур от 298 К до температуры жидкого азота. Установлено, что при снижении температуры от 298 К до 78 К значение прямого тока возрастает примерно в два раза (до 211 А), а обратное напряжение достигает 1450 В. Теоретически описаны прямые и обратные вольт-амперные характеристики при температуре 78 К. Продемонстрирована возможность стабильной работы диода Шоттки 5ДШ410А1 при низких температурах.

Показано, что предварительная термическая обработка в кислороде и азоте при 1150 С в течение нескольких часов значительно снижает неравномерность в распределении времени жизни неосновных носителей заряда в кремнии, выращенном методом Чохральского, при последующих диффузионных процессах. Полученный результат объясняется образованием при отжиге приповехностной зоны с пониженной концентрацией кислорода, в которой подавляется рост кислородных преципитатов.

Исследованы структурные и оптические свойства твердых растворов InAs1–ₓSbₓ, выращенных методом молекулярно-пучковой эпитаксии на подложках GaSb(100) с использованием различных соотношений потоков сурьмы и мышьяка (Sb/As), а также материалов III и V групп. Кристаллическое совершенство образцов подтверждено методом рентгеновской дифрактометрии высокого разрешения, а оптические свойства изучены с помощью низкотемпературной фотолюминесценции. Определены ширина запрещенной зоны и концентрации сурьмы (от 9,4 % до 15,4 %), которые влияют на оптические характеристики. Полученные результаты демонстрируют перспективность использования InAs1–ₓSbₓ для создания инфракрасных фотодетекторов среднего диапазона. 

Представлена новая схема интерферометрического волоконно-оптического гироскопа (ИВОГ). Целью разработки настоящего прибора служило нивелирование воздействия поверхностных пиро- и пьезоэлектрических эффектов в кристалле ниобата лития на результирующее значение угловой скорости вращения гироскопа, что становится возможным путем замены двух разнесённых на поверхности кристалла фазовых модуляторов одним модулятором двулучепреломления. Сопутствующие изменения в оптической схеме могут привести к незнакомым эффектам по сравнению с ИВОГ, предложенным Эрве К. Лефевром. В настоящей работе мы рассматриваем возможную причину появления такого эффекта и предлагаем способы избежать его проявления. Исследование температурных зависимостей проводится с использованием разных источников оптического излучения, с изменением конфигурации экспериментальной установки и при различных скоростях изменения температуры. Полученный результат свидетельствует о верности гипотезы и необходимости дальнейшего преобразования оптической схемы.