Статья: Формирование и применение импульсных сильноточных электронных пучков. Часть I. Процессы в плазменном диоде (2008)

Приведены результаты исследования методами наведенного тока планарных фотодиодных структур на основе эпитаксиальных пленок InSb, полученных продольной кристаллизацией на сапфире, с применением имплантации ионов Ве+ и анодной оксидной пленки с последующим нанесением пленки SiOx для защиты поверхности. Представлен сравнительный анализ результатов в случае применения серийных монокристаллов разных марок и кристаллов на основе эпитаксиальных пленок.

Данная статья является продолжением серии работ ФГУП «НПО “ГИПО”» и КФТИ КНЦ РАН по исследованию электрофизических свойств полумагнитного твердого раствора MnHgTe и сравнению его электрофизических свойств со свойствами твердого раствора CdHgTe. Изучена защитная оксидная пленка на эпитаксиальных слоях CdHgTe и MnHgTe, полученная анодированием поверхности в водном растворе лимонно-кислого натрия. Показано, что оксидная пленка на слоях MnHgTe имеет бóльшую химико-механическую устойчивость по сравнению с устойчивостью пленок на слоях CdHgTe.

Рассмотрены способы и принципы реализации алгоритмов обработки сигналов многоэлементного фотоприемного устройства ИК-диапазона посредством использования жесткой логики программируемой логической интегральной микросхемы (ПЛИС). Представлены схемотехнические решения построения алгоритмов. Приведены результаты практического использования реализованных алгоритмов. Алгоритмы цифровой обработки сигналов реализованы на микросхеме программируемой логики серии Cyclone фирмы Altera.

Проведены электронографические исследования структуры аморфных кремниевых пленок, полученных магнетронным распылением в вакууме, и поликристаллических кремниевых пленок, полученных пиролизом моносилана при пониженном давлении. Отмечены лучшее структурное совершенство поликремниевых затворов и больший процент выхода мультиплексоров, использующих аморфные кремниевые пленки. В качестве омических контактов к болометрическим слоям на основе высокоомного a-Si рассмотрена система аморфный кремний — ванадий.

Представлены метод расчета и программа численного проектирования на ЭВМ электронно-оптических систем приборов СВЧ О-типа с полевой эмиссией. Программа позволяет рассчитывать ЭОС с матричными углеродными автоэмиссионными катодами, катодами типа Спиндта и лезвийными катодами. Правильность работы программы подтверждена в результате решения тестовой задачи, а также путем сопоставления данных расчета с результатами экспериментального исследования электронного пучка.

Рассмотрены общие вопросы, связанные с исследованием как времяпролетных, так и пространственных характеристик фокусировки заряженных частиц.

Предложена общая теория фокусировки заряженных частиц в постоянных электрических и магнитных полях, которая полностью учитывает особенности фокусировки в электронных зеркалах и эмиссионных системах.

Рассмотрены системы низковольтного управления током электронного пучка в источниках излучения миллиметрового диапазона. Показана перспективность системы с управляющим электродом с положительным потенциалом в номинальном режиме в электроннооптических системах источников излучения О-типа коротковолнового участка этого диапазона. Изложен подход, проведены расчеты и представлены основные геометрические размеры двух вариантов электронных пушек с управляющим электродом, которые могут явиться основой для проектирования подобных систем.

Проведены численное моделирование динамики развития пучковой неустойчивости в ограниченном объеме плазмы при слабом магнитном поле и измерения функции распределения электронов по скоростям. Результаты физических и машинных экспериментов позволили определить механизм исследуемого эффекта и найти способ управления энергией и плотностью ионного потока. Одно из возможных приложений эффекта — новый тип плазмохимического реактора для обработки материалов, используемых в электронике. Проведена апробация технологии мягкого травления барьерного слоя гетероструктуры AlGaAs/InGaAs/GaAs.

Исследованы зондовые измерения локальных параметров плазмы в канале холловского двигателя номинальной мощностью 1,5 кВт при напряжениях разряда 300—1000 В и при анодных расходах рабочего тела 1,5—3,5 мг/с. Проведены измерения для двух специально подобранных режимов с существенно различными значениями напряжения разряда 300 и 790 В, но при одинаковой мощности разряда (расход ксенона составлял 3,5 и 1,5 мг/с, соответственно).

Продемонстрирована возможность использования пассивной корпускулярной диагностики для изучения процессов в плазме микропинчевого разряда. Времяпролетным методом получены распределения (спектры) ионов по скоростям в зависимости от величины тока в разряде. Сравнительный анализ полученных спектров и результатов параллельных исследований, а также расчетов в рамках модели радиационного сжатия позволил связать появление устойчивых групп частиц в зарегистрированных спектрах с процессами, происходящими в разрядном промежутке.

Рассмотрены особенности распылительной технологии нанесения оптических покрытий с помощью магнетронов, питаемых переменным напряжением средней частоты, и вопросы ее практической реализации. Показано, что эта технология обеспечивает получение оптических покрытий высокого качества.

Представлена физическая модель нелинейной диффузии мегагауссного магнитного поля в металлический проводник. Приведены результаты численного решения этой задачи при токах до 1 ГА. Показано, что токи, превышающие несколько десятков мегаампер, могут приводить к значительному увеличению максимально достижимых магнитных полей и к трансформации удержания вещества в магнитном поле. Обсуждается механизм этого явления. Построена вычисленная зависимость максимального давления гигабарного диапазона от тока.

Продемонстрированы возможности спектрометрии ядерного обратного рассеяния протонов с энергией 5—8 МэВ для экспертизы и контроля изменения состава различных материалов на примере спектров лекарственных средств, цемента, ряда бытовых химических средств, а также материалов из изотопов элементов. Полученные результаты свидетельствуют, что спектрометрия ядерного обратного рассеяния позволяет делать экспрессное экспертное заключение о соответствии (или несоответствии) исследуемого образца эталонному.

Построена стационарная изотермическая модель аэродинамики двухфазного потока в осесимметричном канале с учетом турбулентного и псевдотурбулентного механизмов переноса импульса твердой фазы. Получено замкнутое описание движения дисперсной фазы на уровне уравнений для вторых моментов пульсационных скоростей частиц. Замыкание уравнения движения газа осуществляется на основе однопараметрической модели турбулентности, обобщенной на случай двухфазных турбулентных течений. Приведено сравнение результатов расчета с экспериментальными данными.

Представлен полный термодинамический расчет параметров испарения для газа Ван-дер-Ваальса и газа Бертло. Дано сравнение результатов расчетов с экспериментальными данными для реальных газов.