Предложен способ оптимизации параметров процесса ионно-плазменного распыления мишеней тройных карбонатов щелочноземельных металлов Ba, Sr, Ca. Для построения прогнозной модели использована искусственная нейронная сеть (ИНС) с генетическим алгоритмом. Определены параметры напыления для получения тока эмиссии в диапазоне 70–120 мкА тонкопленочных термоэмиссионных микрокатодов. Выполнено сравнение результатов прогнозирования с экспериментальными данными по эмиссии изготовленных микрокатодов, а также с расчетами, полученными с помощью других моделей машинного обучения. Это сравнение показало, что ИНС позволяет найти более точную комбинацию параметров осаждения покрытий для создания эффективных термоэмиссионных микрокатодов
A method for optimizing the parameters of the ion-plasma sputtering process of triple carbonates of alkaline-earth metals Ba, Sr, Ca is proposed. An artificial neural network (ANN) with a genetic algorithm is used to build a predictive model. The sputtering parameters are determined to obtain an emission current in the range of 70–120 A for thin-film thermionic microcathodes. The prediction results are compared with the actual emission data of the manufactured microcathodes and those calculated by other machine learning models. Based on the comparison, it was shown that the ANN allowed for finding a more accurate combination of coating deposition parameters to obtain efficient thermionic microcathodes.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
Разработана архитектура и проведено обучение модели ИНС для предсказания последующего значения тока термоэмиссионных микрокатодов на основе экспериментальных данных процесса вакуумного ионно-плазменного напыления эмиссионных покрытий. Предложен способ оптимизации параметров процесса ИПР для изготовления эффективных тонкопленочных эмиттеров. С использованием генетического алгоритма найден лучший набор параметров напыления, обеспечивающий ток микрокатодов в низкотемпературной области эмиссионных характеристик в диапазоне 60–120 мкА. ИНС показала приемлемую точность предсказаний на тестовых данных с метрикой R2, равной 0,72, и лучшие результаты по сравнению с традиционными регрессионными моделями МО. Результаты моделирования можно использовать для масштабирования процессов напыления в промышленности
Если у вас возникли вопросы или появились предложения по содержанию статьи, пожалуйста, направляйте их в рамках данной темы.
Список литературы
1. Жабин Г. А., Пелипец О. В., Шарапов Н. А. / Письма в Журнал технической физики. 2024. Т. 50. № 11. С. 38-41. https://doi.org/10.61011/PJTF.2024.11.57909.19827.
2. Kamataki K. et al. / Journal of Applied Physics. 2023. Vol. 134. № 16. https://doi.org/10.1063/5.0160228.
3. Sakai O., Kawaguchi S., Murakami T. / Japanese Journal of Applied Physics. 2022. Vol. 61. № 7. P. 070101. https://doi.org/10.35848/1347-4065/ac76fa.
4. Krüger F., Gergs T., Trieschmann J. / Plasma Sources Science and Technology. 2019. Vol. 28. № 3. P. 035002.
5. Ko J. et al. / Journal of Physics D: Applied Physics. 2023. Vol. 56. № 34. P. 344001. https://doi.org/10.1088/1361-6463/acd1fd.
6. Yüksek A. G. et al. / Physica B: Condensed Matter. 2024. Vol. 695. P. 416581. https://doi.org/10.1016/j.physb.2024.416581.
7. Mohd Sabri N. et al. / Advanced Materials Research. 2015. Vol. 1109. P. 481-485. https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMR.1109.48.
8. Ko Y. D. et al. / Expert Systems with Applications. 2009. Vol. 36. № 2. P. 4061-4066. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2008.03.010.
9. Жабин Г. А., Архипов Д. Ю., Темирязева М. П. / Прикладная физика. 2019. № 5. С. 54.
10. Жабин Г. А., Логинов Б. А., Логинов А. Б., Шичалин К. В. / Журнал радиоэлектроники. 2025. № 6. https://doi.org/10.30898/1684-1719.2025.6.5.
11. Жабин Г. А., Архипов Д. Ю., Седловец Д. М., Темирязева М. П. / Электронная техника. Сер. 1. СВЧ - техника. 2020. Вып. 1 (544). С. 46-55.
12. Khan A. A., Chaudhari O., Chandra R. / Expert Systems with Applications. 2024. Vol. 244. P. 122778. https://doi.org/10.1016/j.eswa.2023.122778.
13. Vijayaraghavan V., Garg A., Gao L. / Journal of Energy Storage. 2025. Vol. 135. P. 118374.
14. Chen T. / Cornell University. 2016. https://doi.org/10.1145/2939672.2939785.
15. Клюковкин Г. К. / Актуальные исследования. 2024. № 37 (219). https://doi.org/10.5281/zenodo.16131539.
16. Katoch S., Chauhan S. S., Kumar V. / Multimedia tools and applications. 2021. Vol. 80. № 5. P. 8091-8126. https://doi.org/10.1007/s11042-020-10139-6.
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Влияние взаимодействия наночастиц на их пространственное распределение в жидкости в однородном световом поле Крылов В. И., Вихтенко Э. М. 7
Черенковское рентгеновское излучение в спектральном диапазоне окна прозрачности воды Куделя С. А., Малышевский В. С., Фомин Г. В. 14
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Бортовая оптико-телевизионная система подводного видения через границу раздела «воздух–морская вода» Грузевич Ю. К., Альков П. С., Балясный Л. М., Волков Д. В., Чистов О. В., Хуснетдинов Т. Р. 21
Определение параметров легких и тяжелых дырок в монокристаллах p-GaSb на основе комплексного анализа эффекта Холла Овешников Л. Н., Давыдов А. Б., Чернопицский М. А., Фельде А. А., Минаев И. И., Клековкин А. В., Кривобок В. С. 31
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Удержание микрочастиц в квадрупольной ловушке с прямоугольной формой напряжения в условиях атмосферного давления Доброклонская М. С., Василяк Л. М., Владимиров В. И., Печеркин В. Я. 41
Пароводяная конверсия метана с использованием плазмотрона переменного тока мегаваттной мощности Ребров С. Г., Кошлаков В. В., Голиков А. Н., Федоров И. А., Голубев В. А., Гоза Д. А. 47
Влияние диаметра кристалла на направленный электрический разряд в воде по тонкому следу с ионами соли NaCl Панов В. А., Савельев А. С., Куликов Ю. М. 54
ФИЗИЧЕСКОЕ МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Нейросетевая оптимизация параметров ионно-плазменного осаждения термоэмиссионных покрытий Жабин Г. А. 61
Оптическая когерентная томография в качестве метода обнаружения дефектов в полимерных композиционных материалах Злобина И. В., Алонова М. В., Бекренев Н. В., Зимняков Д. А., Пасечная А. В., Нефедов В. О. 68
Увеличение проводимости пленки на основе металлоорганических соединений при воздействии УФ-излучением Тютюник А. С., Орленсон В. Б., Мазинов А. С., Гусев А. Н. 75
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Применение нейросетевых методов в программно-аппаратные комплексы контроля оптических систем Зарипов Ш. И., Полесский А. В., Семенченко Н. А., Медведев О. А. 82
Биоцидные свойства двумерно-упорядоченного линейно-цепочечного углерода Печеркин В. Я., Василяк Л. М., Дешевая Е. А., Новиков Н. Д. 91
Исследование устойчивости периметра кольцевого лазера к вибрационным перегрузкам Синельников А. О., Романов П. С., Тихменев Н. В., Ушанов А. А. 98
Исследование изменений адсорбционных свойств L-аспарагиназы на слюде при тепловом воздействии для разработки нанопорового детектора Важенкова Е. Е., Шумов И. Д., Жданов Д. Д., Шумянцева В. В., Зиборов В. С., Аблеев А. Н., Ваулин Н. В., Лебедев Д. В., Букатин А. С., Мухин И. С., Афонин О. Н., Татур В. Ю., Лукьяница А. А., Пономаренко Е. А., Арчаков А. И., Иванов Ю. Д. 105
ИНФОРМАЦИЯ
Правила для авторов 112
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
Influence of Nanoparticle Interactions on Their Spatial Distribution in Liquid under a Uniform Light Field Krylov V. I. and Vikhtenko E. M. 7
Cherenkov X-ray radiation in the area of the water transparency window with broken azimuthal symmetry Kudelya S. A., Malyshevsky V. S., and Fomin G. V. 14
PHOTOELECTRONICS
On-board optical television system for underwater vision across the air-sea interface Gruzevich Yu. K., Alkov P. S., Balyasny L. M., Volkov D. V., Chistov O. V., and Khusnetdinov T. R. 21
Determination of light and heavy hole parameters in p-GaSb single crystals on the basis of complex analysis of the Hall effect Oveshnikov L. N., Davydov A. B., Chernopicskiy M. A., Fel’de A. A., Minaev I. I., Klekovkin A. V., and Krivobok V. S. 31
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
Confinement of microparticles in a quadrupole trap with rectangular voltage at atmospheric pressure Dobroklonskaya M. S., Vasilyak L. M., Vladimirov V. I., and Pecherkin V. Ya. 41
Steam-water reforming of methane using a AC plasmatron of megawatt power Rebrov S. G., Koshlakov V. V., Golikov A. N., Fedorov I. A., Golubev V. A., and Goza D. A. 47
The influence of crystal diameter on the directed electric discharge in water along a thin trace with NaCl salt ions Panov V. A., Saveliev A. S., and Kulikov Yu. M. 54
PHYSICAL SCIENCE OF MATERIALS
Application of artificial neural networks to optimization the parameters of ion-plasma deposition of thermionic coatings Zhabin G. A. 61
The possibilities of using optical coherence tomography as a method for detecting defects in polymer composites Zlobina I. V., Alonova M. V., Bekrenev N. V., Zimnyakov D. A., Pasechnaya A. V., and Nefedov V. O. 68
Increase in conductivity in 2-(4-peridil)-5-phenyl-1,3,4-oxadiazolium (triphenylphosfine) copper iodide films when exposed to UV radiation Tyutyunik A. S., Orlenson V. B., Mazinov A. S., and Gusev A. N. 75
PHYSICAL EQUIPMENT AND ITS ELEMENTS
Neural network-based methods for optical system measurement Zaripov Sh. I., Polesskiy A. V., Semenchenko N. A., and Medvedev O. A. 82
Bactericidal properties of two-dimensional ordered linear-chain carbon Pecherkin V. Ya., Vasilyak L. M., Deshevaya E. A., and Novikov N. D. 91
Investigation of the perimeter stability of a ring laser to vibration overloads Sinelnikov A. O., Romanov P. S., Tikhmenev N. V., and Ushanov A. A. 98
Study of changes in the adsorption properties of L-asparaginase on mica under thermal action for the development of a nanopore-based detector Vazhenkova Е. E., Shumov I. D., Zhdanov D. D., Shumyantseva V. V., Ziborov V. S., Ableev A. N., Afonin O. N., Vaulin N. V., Lebedev D. V., Bukatin A. S., Mukhin I. S., Tatur V. Y., Lukyanitsa A. A., Ponomarenko E. A., Archakov A. I., and Ivanov Yu. D. 105
INFORMATION
Rules for authors 112
Другие статьи выпуска
Методом атомно-силовой микроскопии (АСМ) исследована адсорбция фермента L-аспарагиназы (L-ASNase) E. carotovora на слюду в диапазоне температур от 25 C до 60 C. Выявлены термически индуцированные изменения олигомерного состояния L-ASNase и ее адсорбционной способности на слюде. Максимум адсорбции L-ASNase в виде отдельных глобул наблюдается при 45 C. При 55 C фермент адсорбируется в виде нитевидных структур, а при 60 C теряет адсорбционную способность. Полученные результаты принципиально важны для разработки электрических молекулярных детекторов на базе твердотельных нанопор (ЭДТНП), предназначенных для изучения механизма и кинетики ферментативного катализа, а также могут представлять интерес для разработки противораковых препаратов.
В работе экспериментально исследована чувствительность периметра кольцевого гелий-неонового лазера к внешним динамическим воздействиям. Объектом исследования являлся лазер с длиной волны генерации 633 нм и периметром резонатора 28 см. Экспериментально установлена количественная зависимость расстройки периметра от величины перегрузки по оси подвижного пьезозеркала. Порог устойчивой работы лазера определен при перегрузке в 56g, соответствующей критической расстройке в 222 нм. При превышении данного порога нарушается одномодовый режим генерации в лазере, что приводит к значительной погрешности в выходном сигнале. Рассчитана чувствительность периметра лазера к динамическим воздействиям, составившая 3,75 нм/g. Полученные результаты определяют границы применимости кольцевых лазеров данного типа в условиях вибрационных нагрузок
Проведены лабораторные испытания биоцидных свойств образцов из нержавеющей стали с защитным нанослоем из линейно-цепочечного углерода различных модификаций в условиях замкнутого объема воздуха при атмосферном давлении, влажности 100 % и комнатной температуре. Покрытия проявляли бактериостатическую ак-тивность к спорообразующим грамположительным бактериям вида Bacillus pumilus, не позволяющую данным микроорганизмам размножаться. В отношении вегетативных форм грамотрицательных бактерий Pseudomonas aeruginosa все испытанные образцы проявляли бактерицидную активность, выражающуюся в практически полном подавлении их жизнеспособности на всех видах покрытий. В отношении грибов только один вид покрытия, допированный атомами лития, обладал антифунгальными свойствами, когда наблюдалось полное отсутствие роста грибов и отсутствие жизнеспособных единиц микромицетов
Разработана интеллектуальная система для автоматизированного контроля параметров оптических систем – таких, как фокусное расстояние, разрешающая способность и дисторсия различных диапазонов спектра. Система базируется на архитектуре сверточных нейронных сетей семейства YOLO и специализированном аппаратно-программном комплексе. Разработанная автоматизированная система контроля параметров объективов работает в спектральных диапазонах 0,4–2,0 и 8–14 мкм. Комплекс перспективен для серийного выпуска оптики благодаря сокращению времени измерений, уменьшению трудозатрат
Представлены исследования оптических, люминисцентных и электрических характеристик металлорганических соединений на основе 2-(4-передил)-5-фенил-1,3,4-оксадиазолий (трифенилфосфин) иодид меди (Cu(I)). Описана методика получения, микроскопия, а также результаты ИК-спектроскопии тонкопленочных структур. Приведены результаты вольтамперных характеристик тонкопленочных структур в контактной системе оксида индий–олово (ITO)–алюминий (Al). Анализ ВАХ показал, что тонкие пленки иодида меди обладают выпрямляющими световыми характеристиками под действием ультрафиолетового излучения. Облучение электромагнитным излучением УФ-диапазона экспериментальных структур привело к возрастанию прямых токов в 3,5 раза
В работе изучено применение оптической когерентной томографии для обнаружения дефектов на границе «матрица–волокно» в полимерных композиционных материалах (ПКМ) из непрерывного углеродного волокна и суперконструкционного термопласта полиэфирэфиркетона. На полученных В-сканах обнаружены дефектные участки. Проведена бинаризация различной степени. Выявлен процент бинаризации, обеспечивающий визуальную информативность с одновременным снижением артефактов и шумов, характерных для В-сканов. Для графического выражения и дальнейшей количественной оценки полученных результатов бинаризованных В-сканов были сформированы А-сканы. Выявлено, что бинаризация В-сканов на уровне 40 % позволяет информативно отобразить слой полимера, определить его толщину, снизить проявление и оценить сплошность на границе полимера и наполнителя
В ранее проведенных исследованиях было показано, что управлять траекторией электрического разряда в воде возможно с помощью тонкого следа с повышенной электропроводностью, который образуется при движении кристалла поваренной соли в воде. Также была отмечена необычная структура разрядного канала, а именно – формирование отдельных несвязанных плазменных областей, которые затем объединяются в единый разрядный канал. Объяснение этого явления было дано на основе теневых фотографий, отражающих распределение растворенной соли вокруг кристалла, и результатов численного моделирования для концентрации, которые показали влияние формирующегося за кристаллом вихря на распределение соли, проводимости и, в конечном итоге, энерговыделения в области непосредственно за кристаллом, максимум которого оказался существенно удален от поверхности. В настоящей работе экспериментально обнаружено, что уменьшение диаметра кристалла от 518 мкм до 195 мкм привело к безвихревому режиму обтекания и более монотонному распределению концентрации соли внутри следа, что в свою очередь изменило развитие разряда – оно стало последовательным, от электрода к кристаллу и далее непрерывно вглубь следа. Трехмерное численное моделирование показало, что картины распределения тепловыделения различаются для кристаллов с размерами 518 мкм и 195 мкм и согласуются с результатами эксперимента
Представлены результаты исследования пароводяной конверсии метана с использованием трехфазного плазмотрона переменного тока мегаваттной мощности, в котором метан служит рабочим газом. Режим предусматривал одновременную подачу метана в дуговые каналы, а воды – в камеру плазмотрона. Выявлена двухстадийная схема превращений: на первой стадии происходит пиролиз метана в дуговых каналах; на второй — пароводяная конверсия продуктов пиролиза при контакте с водой в камере. Получены экспериментальные данные о влиянии соотношения расходов метана и воды на концентрацию продуктов пиролиза. Режимы работы плазмотрона в ходе исследований варьировались в следующих диапазонах: дуговая мощность – от 1,32 до 1,61 МВт, расход метана – от 43 до 57,5 г/с, расход воды – от 0 до 67 г/с.
Численно рассчитаны и экспериментально подтверждены области удержания заря-женных микрочастиц диаметром 5–50 мкм в линейной квадрупольной ловушке, работающей в воздухе при атмосферном давлении с импульсным знакопеременным прямоугольным напряжением. Установлено влияние амплитуды напряжения, его частоты и асимметрии прямоугольных импульсов на положение и ширину областей удержания, которые зависят от диаметра частиц. Обнаружено, что в ловушке с синусоидальным напряжением можно переключать траектории частиц между устойчивым и неустойчивым режимами с помощью дополнительных прямоугольных импульсов внешнего знакопеременного электрического поля путем изменения его частоты. Экс-периментально изучена возможность захвата и удержания микрочастиц в квадрупольной ловушке с коронным разрядом на электродах
Представлены результаты измерений электрофизических параметров коммерчески доступных монокристаллических подложек p-GaSb в диапазоне температур 80–300 К. Выполнен сравнительный анализ полевых и температурных зависимостей холловского сопротивления с учетом вырождения валентной зоны и без него. Продемонстрированы ограничения использования стандартной модели, полагающей наличие лишь одного типа дырок, для описания транспортных свойств p-GaSb. Установлено, что немонотонная температурная зависимость сопротивления пластин обусловлена монотонным изменением концентраций и подвижностей свободных дырок. На основе анализа в рамках модели, учитывающей вклады легких и тяжелых дырок, оценена темпера-турная зависимость химического потенциала материала подложки. Полученные данные служат базой для дальнейшего конструирования фоточувствительных гетероструктур на основе изученных подложек.
Исследуется возможность создания бортовой вертолетной оптико-телевизионной системы подводного видения, предназначенной для обнаружения и распознавания подводных объектов через границу раздела «воздух–морская вода». Проанализированы физические механизмы ослабления оптического излучения в морской воде (поглощение и рассеяние), а также влияние фитопланктона, органических и неорганических примесей на прозрачность водной среды. Рассмотрены пассивные и активно-импульсные оптико-телевизионные системы подводного видения (АИ ОТС ПВ). Обоснованы пре-имущества активно-импульсного метода, позволяющего уменьшить влияние обрат-ного рассеяния и повысить дальность и контрастность наблюдения. Описаны ключевые элементы системы: фотоприемный модуль на основе ЭОП III+ поколения с «голубым» фотокатодом и импульсный Nd: YAG лазер. Сделан вывод о перспективности таких систем для получения высококачественной визуальной информации о подводных объектах и расширения возможностей поисково-спасательных операций.
Выявлены особенности черенковского и параметрического излучения в рентгеновской области, в спектральном диапазоне окна прозрачности воды, при пролете релятивистских частиц через изолированную мишень и регулярную стопку пластин. Численные расчеты выхода поляризованного излучения выполнены для электронов с энергией 10 МэВ и титановой мишени. Показана принципиальная возможность создания на основе этого эффекта квазимонохроматических направленных источников поляризованного рентгеновского излучения с высокой угловой плотностью
Статья посвящена исследованию процесса осаждения взаимодействующих наночастиц в жидкости под действием сил светового давления. Предложена модель, описывающая изменение концентрации наночастиц вдоль направления действия постоянного внешнего поля с учётом сил их взаимного притяжения и отталкивания. Согласно результатам проведённых исследований, в неоднородной суспензии взаимодействующих наночастиц под действием интенсивного лазерного излучения возможно существование пространственных областей с разными фазами — по аналогии с различными фазами газа Ван-дер-Ваальса. Полученные результаты свидетельствуют о возможности управления наночастицами в жидкой среде для формирования тонкоплёночных структур
Статистика статьи
Статистика просмотров за 2026 год.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400