Статья: Портативный источник объемной холодной плазменной струи для биомедицинских применений (2026)

Предложен конструктивный облик системы дистанционной беспроводной оптической передачи данных на основе отражающего матричного экрана. Экспериментально подтверждена работоспособность ключевого элемента экрана – ячейки с изменяемой отражательной способностью. Особенностью системы является возможность работоспособности экрана при низких арктических температурах и его энергоэффективность.

Разработана мобильная система для измерения атмосферной турбулентности с использованием метода одной апертуры. Это метод мониторинга дифференциальных движений изображения (DIMM), предполагающий неклассическое исследование большого количества изображений, полученных с помощью одного фотодетектора.

Представлены результаты проектирования и численного моделирования отечественного реактора для металлоорганической газофазной эпитаксии (МОГФЭ) нитридов III группы (III-N), а также экспериментального получения пленок AlN. Ключевой особенностью разработанной конструкции является коаксиальная схема подачи прекурсоров в сочетании с активным водяным охлаждением промежуточной зоны. Это позволяет эффективно минимизировать паразитные газофазные реакции и термогравитационную конвекцию. Методами вычислительной гидродинамики показано, что данное техническое решение обеспечивает температуру газов ниже 450 C, предотвращая преждевременное разложение металлоорганических прекурсоров до их смешения. Проведена экспериментальная оптимизация параметров роста пленок AlN на подложках Si(100). Установлено, что максимальная толщина плотного коалесцировавшего слоя составляет 800 нм и достигается при температуре подложки 700 C и соотношении потоков TMA/NH3, равном 0,53, что соответствует переходу процесса в диффузионно-контролируемый режим. Обсуждаются перспективы применения высокочастотной плазменной активации для синтеза метастабильных твердых растворов AlGaInN.

Исследованы профиль элементного состава и электрофизические параметры гетеро-структур CdxHg1–xTe/Cd0,96Zn0,04Te. В качестве летучих прекурсоров использовали высокочистые диметилкадмий, диэтилтеллур, диизопропилтеллур и металлическую ртуть. В подобранных условиях получены слои CdxHg1–xTe с х = 0,26–0,32 и толщиной 3–8 мкм. Концентрация и подвижность носителей заряда в слоях при температуре 77 K составляла (5–400)×1015 см-3 и 150–400 см2/(В⋅с), соответственно. Исследования методом вторично-ионной массспектрометрии подтвердили наличие в слоях областей с повышенным содержанием лития. Примесь лития является акцептором в CdxHg1–xTe и может определять его тип проводимости и холловскую концентрацию носителей заряда. Наиболее вероятным источником лития в слоях является подложка Cd0,96Zn0,04Te.

Представлены результаты экспериментального исследования электрофизических и спектроскопических параметров плазмы тлеющего разряда с микрополым катодом при прокачке аргоном. Получены экспериментальные зависимости величины выносимого на проводящую мишень заряда от расхода аргона и расстояния до мишени. Снят оптический эмиссионный спектр плазмы внутри реактора с полым микрокатодом, по которому произведена оценка электронной температуры плазмы.

В вакуумных выключателях, устройствах для аварийного отключения тока промышленной частоты амплитудой до десятков килоампер при размыкании контактов неизбежно возникает вакуумная дуга. В данной работе исследовался масс-зарядовый состав плазмы, образующейся при формировании, функционировании и погасании вакуумной дуги с плотностью тока, типичной для вакуумных выключателей. Исследовались два набора медно-хромовых электродов, применяемых в вакуумных выключателях с процентным соотношением меди и хрома – 70 %/30 % и 50 %/50 %, соответственно, при наложении на межэлектродный промежуток аксиального магнитного поля с величиной магнитной индукции около 1 Тл и в случае отсутствия магнитного поля.

Выполнен анализ экспериментов с импульсным воздействием излучения гиротрона интенсивностью 30 кВт/см2 и длительностью порядка 10 мс на границу раздела порошок-воздух атмосферного давления. В составе порошка имелись полидисперсные частицы размером 5–10 мкм из различных металлов (алюминия, меди, железа, серебра или платины) и окислов. Рассмотрена задача о разлете частиц порошка с его поверхности в окружающий газ. Для этого выполнен анализ процессов нагрева гранул разного размера в результате поглощения микроволнового излучения, теплопроводности воздуха, металлических пылинок и окислов, сделаны оценки скорости нагрева пылинок и их разлета в атмосферу из-за повышения давления воздуха в порах порошка.

Представлена методика исследования пространственной структуры лидерных каналов атмосферных газовых разрядов. На основе цифровой обработки интерферограмм, включающей автоматическое выделение центров полос, обратное преобразование Абеля и радиально-базисную интерполяцию, детально реконструированы двумерные карты пространственного распределения электронной плотности. Выявлены характерные особенности радиальной структуры и градиентов плотности в каналах разряда, подтверждающие высокую устойчивость предложенного комплексного подхода к диагностике нестационарной плазмы. Совокупность представленных результатов подтверждает, что разработанная методика применима к лабораторным атмосферным разрядам.

Экспериментально исследовано влияние импульсно-периодического искрового разряда, инициируемого вблизи пленки жидкости у выходного отверстия вихревой форсунки, на пространственное распыление воды. Разряд зажигался между заостренным высоковольтным электродом (положительная полярность, 14 кВ) и поверхностью пленки. Измерения проведены в диапазоне частот следования разрядов 0,1–40 кГц при избыточных давлениях воды от 0,5 до 4 бар. По данным скоростной теневой визуализации количественно определена ширина конуса распыла и введен параметр H/H0, характеризующий относительное увеличение ширины (угла) пространственного распыления при включении разряда. Показано, что зависимость H/H₀ от частоты носит немонотонный характер с выраженным максимумом, положение которого смещается в область более высоких частот с ростом давления воды, тогда как абсолютная величина максимума снижается. Наибольшее значение H/H0  5 – при давлении 0,5–1 атм. Обнаруженный эффект объясняется генерацией волны сжатия в канале разряда, сообщающей каплям дополнительный радиальный импульс и вызывающей раннее разрушение пленки. Обсуждается энергетическая эффективность метода при различных давлениях воды.

Методом молекулярно-пучковой эпитаксии на подложках InSb(100) получены слои напряженных твердых растворов InAlSb с низким содержанием алюминия. Слои охарактеризованы с помощью рентгеноструктурного анализа, атомно-силовой микроскопии и низкотемпературной фотолюминесценции. Показано, что в диапазоне температур 350–390 С возможно получение однородных по составу и свободных от дефектов твердых растворов InAlSb с краем фундаментального поглощения, смещенным в коротковолновую область по отношению к InSb.

Выращивание тонких диэлектрических плёнок Al2O3 методом атомно-слоевого осаждения на поверхности теллурида кадмия-ртути – перспективный метод пассивации поверхности полупроводника для создания матричных ИК-фотоприемников. Исследование направлено на поиск методов уменьшения плотности интерфейсных состояний встроенного в диэлектрик заряда, а также концентрации медленных ловушек в выращенных слоях для нескольких вариаций диэлектрических слоёв, включающих Al2O3 и SiOx. Показано, что при осаждении дополнительного слоя SiOx поверх Al2O3 удаётся добиться снижения плотностей эффективного накопленного заряда в диэлектрике и на интерфейсных состояниях, а также заряда, обусловленного медленными ловушками, до значений 4,61011 см–2 и –5,31010 см–2, соответственно. Прогнозируется возможность устранения эффекта гистерезиса вольт-фарадных характеристик МДП-структур Ni/SiOx/Al2O3/HgCdTe при определённом соотношении толщин SiOx/Al2O3.

Созданы и исследованы фотоприемные структуры КРТ средневолнового ИК-диапазона спектра (MWIR) на основе nBn-гетероструктур со сверхрешетками HgTe/CdHgTe в качестве барьеров. Выявлены новые технологические подходы для дальнейшего совершенствования методов пассивации поверхности nBn-архитектур и улучшения их характеристик. Измерены вольт-амперные и спектральные характеристики, а также основные параметры ФЧЭ экспериментальных образцов.

Рассматривается упрощенный метод оценки рассеяния плоской электромагнитной волны неоднородным плазмоидом, где по аналогии с принципом Гюйгенса рассеянное поле представляется в виде суперпозиции полей волн, источниками которых являются переменные токи, возбуждаемые падающей волной в небольших объемах плазмы. С помощью этого метода проведены расчеты эффективной площади рассеяния сферически симметричного плазмоида с радиальной неоднородностью концентрации электронов. Проведено сравнение с результатами аналогичных вычислений на основе решения задачи дифракции плоской электромагнитной волны на плазмоиде.

Для исследований поведения материалов и объектов при высокоскоростном ударном воздействии предлагается использовать кумулятивные заряды с усовершенствованными комбинированными облицовками типа полусфера-цилиндр. По данным проведенного численного моделирования показано, что замена в таких облицовках, изготовленных из меди, полусферической части с постоянной толщиной на слегка вытянутую вдоль оси симметрии полуэллипсоидную с толщиной, снижающейся от ее вершины к основанию, позволяет получать компактные элементы, движущиеся со скоростями до 9,5 км/с.