Представлена модель вольт-амперной характеристики фотоэлектрического преобразователя p-типа проводимости на основе c-Si с пассивированным эмиттером на тыльном контакте после облучения электронами с энергией 1 МэВ. Ионизирующее излучение вызывает дефекты в кристаллической решетке, увеличивая внутреннее сопротивление фотоэлектрического преобразователя. Установлено, что увеличение концентрации ловушек (энергетических уровней в запрещенной зоне полупроводникового материала) приводит к уменьшению диффузионной длины неосновных носителей заряда, что, в свою очередь, снижает ток короткого замыкания и напряжение холостого хода, существенно влияя на эффективность и мощность фотоэлектрического преобразователя. Моделирование кривых деградации основывалось на предположении, что на диффузионную длину неосновных носителей заряда в базе и эмиттере фотоэлектрического преобразователя наибольшее влияние оказывает ионизирующее излучение при облучении электронами с энергией 1 МэВ в диапазоне флюенсов до 10¹⁵ см^-2, что по величине эквивалентно радиационным условиям эксплуатации солнечной батареи. Получены деградационные кривые основных электрических параметров фотоэлектрического преобразователя, включая напряжение холостого хода, тока короткого замыкания, последовательное и шунтирующее сопротивление. На основании рассчитанных кривых деградации тока короткого замыкания и напряжения холостого хода, а также физических основ работы фотоэлектрического преобразователя выявлено, что напряжение холостого хода изменялось более значительно, в то время как ток короткого замыкания практически оставался постоянным. Анализ экспериментально полученных вольт-амперных характеристик показал, что на снижение максимальной мощности (24,8 %) влияет уменьшение шунтирующего и увеличение последовательного сопротивления. Сравнение модели и экспериментальных результатов показало погрешность не более 5,3 %. Таким образом, при оценке радиационной стойкости солнечных батарей частичная замена натурных радиационных испытаний фотоэлектрического преобразователя на моделирование позволит ускорить и удешевить работы.

Проводящие полимеры представляют собой интересный и многообещающий класс материалов с уникальными свойствами. Они обладают хорошей электропроводностью, что делает их подходящими для различных применений в электронике. Проводящие полимеры используются в производстве органических светодиодов, солнечных элементов, транзисторов и сенсоров. Благодаря своей чувствительности к изменениям окружающей среды, проводящие полимеры могут использоваться в различных сенсорах, включая газовые и биосенсоры. Проводящие полимеры могут применяться для создания антистатических покрытий, что особенно важно в электронике и производстве, в батареях, суперконденсаторах и других электрохимических системах. Благодаря своей легкости и гибкости, проводящие полимеры открывают новые возможности для разработки гибкой и носимой электроники.

В настоящее время достаточно распространены исследования по созданию новых полимерных материалов, которые получают путем модифицирования известных полимеров различными наполнителями, в том числе наноматериалами. Одним из известным наноматериалов являются углеродные нанотрубки. Существующие области применения нанотрубок практически безграничны.

В данной работе в качестве основных исследуемых объектов выбран известный полимер полипропилен и углеродные нанотрубки. Включение проводящих наполнителей в полипропилен позволит использовать созданный материал для многих передовых применений в электронике.

В работе исследованы процессы взаимодействия одно- и двуслойных углеродных нанотрубок с мономером полипропилена, а также с его протяженным фрагментом. Особенности структуры, электронно-энергетическое строение нанокомпозита на основе полипропилена, допированного углеродными нанотрубками, а также изучение механизмов взаимодействия между УНТ и фрагментами полипропилена исследованы с применением теории функционала плотности. Выполнен анализ электронно-энергетического строения комплексов, образованных одно- и двуслойными углеродными нанотрубками и фрагментом полипропилена. Установлено, что полученный композиционный материал на основе полипропилена будет обладать проводящими свойствами.

Исследованы особенности протекания токов короткого замыкания в образцах полярных срезов кристаллов α-LiIO₃ гексагональной модификации. В качестве токопроводящих покрытий выбраны индий и серебро с учетом их расположения в ряду электрохимической напряженности металлов. Эти материалы покрытий являются типичными представителями электрохимического ряда напряженности металлов до (индий) и после (серебро) водорода. Измерения проводили на программно-аппаратном комплексе «СКИП» в температурном интервале от Т_комн до 210 °С без приложения внешнего электрического поля. Исследуемые образцы предварительно не подвергали никаким стимулирующим внешним воздействиям: ни температурным, ни электрическим, ни радиационным и т. п. Получены графики зависимостей токов короткого замыкания от температуры с различными материалами токопроводящих покрытий и по различным схемам измерений. Проведено оптическое исследование поверхности токопроводящих покрытий до и после нагрева. Установлено влияние материала токопроводящих покрытий на величину и направление протекания токов короткого замыкания в образцах. В случае с симметричными токопроводящими покрытиями в зависимости от нанесения индия или серебра токи идут в разном направлении. В случае с несимметричными токопроводящими покрытиями в зависимости от стороны нанесения серебра с учетом полярности кристалла, токи имеют разное направление протекания и величину, отличающуюся более чем в 2 раза. Различие графиков температурных зависимостей нагрева и охлаждения, а также структурное изменение поверхности материалов токопроводящих покрытий может свидетельствовать об образовании новых фаз.

Исследовано влияние быстрого термического отжига (БТО) в атмосфере H₂ на омические свойства контакта на примере двухслойной композиции Ti/Au к р⁺-Si. Экспериментальные результаты показали, что БТО в атмосфере H₂ при температуре 340 °С в течение 20 с позволяет получить омический контакт с минимальной величиной удельного сопротивления. Это объясняется образованием силицидов титана на границе раздела Si/Ti. Также известно образование силицидов на границе раздела других переходных металлов, таких как Ni, Pd и Cr, и кремния, что определяет применимость БТО для получения омических контактов на их основе. На примере ограничительного диода p⁺-n подтверждена применимость процесса импульсной термообработки в технологиях изготовления кремниевых диодов для снижения величины последовательного сопротивления и, как следствие, повышения процента выхода годных.

Кроме того, исследовано влияние БТО в атмосфере H₂ на уровень обратного темнового тока на примере кремниевого многоплощадочного p-i-n фоточувствительного элемента (ФЧЭ). Экспериментальные результаты показали улучшение темновых токов фоточувствительных площадок (ФЧП) и охранного кольца ФЧЭ после проведения БТО в атмосфере H₂ при температуре 450 °С в течение 5 с и, как следствие, повышение процента выхода годных фотодиодов. Это объясняется уменьшением плотности поверхностных состояний и стабилизацией зарядовых свойств на границе раздела SiO₂/p-Si за счет насыщения оборванных Si-связей водородом. Тем самым подтверждена применимость быстрого термического отжига в атмосфере H₂ в технологиях изготовления фотодиодов на основе высокоомного p-Si для снижения темновых токов.

Рассмотрен способ получения омического контакта к слоям In_0.16Ga_0.84As. Контактное сопротивление измерялось методом длинной линии с радиальной геометрией контактов. Показано, что контакт на основе Ni/Au/Ge/Au/Ge/Ni/Au является омическим и достигает минимального удельного контактного сопротивления 6∙10^-5 Ом∙см² после вжигания при температуре 450 °C в течение 5 мин в атмосфере формовочного газа. Для измерений дрейфовой скорости в сильном электрическом поле выбрана форма образца, исключающая попадание доменов сильного поля в область измерений. Получено выражение, позволяющее корректно рассчитывать значения напряженности электрического поля и дрейфовой скорости с учетом реальных геометрических размеров образца, определяемых методом растровой электронной микроскопии. Показано, что использование полученного выражения позволяет получать одинаковые полевые зависимости дрейфовой скорости для образцов In_0,16Ga_0,84As с разными геометрическими размерами.

Приведены расчеты холодильного коэффициента для термоэлектрических модулей с сегментированными ветвями и каскадных охладителей в широком интервале перепада температур. Объекты расчета — однокаскадный термоэлектрический модуль с двухсекционными ветвями и двухкаскадный термоэлектрический охладитель. Расчет термоэлектрических модулей проведен для режима максимального холодильного коэффициента. В случае однокаскадного модуля рассмотрена работа одной ветви. Для двухкаскадного модуля число ветвей в первом и втором каскаде одинаково. Длина ветвей в секциях и каскадах совпадает. В расчете не учтены температурные потери на теплопереходах и тепло Джоуля, выделяющееся на коммутации. Температурные зависимости термоэлектрических параметров в аналитических выражениях не учитываются, а при расчете модулей учитываются численно (методом последовательных приближений). Результаты расчетов показали, что двухкаскадный охладитель всегда энергетически выгоднее охладителя с двухсекционными ветвями, и чем больше рабочий перепад температур модуля, тем больше разница в их максимальных холодильных коэффициентах. Преимущество каскадного охладителя обусловлено тем, что в нем каждый каскад работает в режиме максимального холодильного коэффициента, а для сегментированной ветви обеспечить максимум холодильного коэффициента каждой секции невозможно. Результаты расчетов подтверждены результатами измерений энергетических параметров реальных термоэлектрических модулей в двух рабочих режимах ΔT = 77 и 55 К. Однокаскадные и двухкаскадные термоэлектрические модули спроектированы так, чтобы их холодильные коэффициенты были максимальны в этих рабочих режимах. Для режима ΔT = 77 К холодильный коэффициент двухкаскадного модуля превышает холодильный коэффициент однокаскадного модуля в пять раз. При уменьшении перепада температур до 55 К двухкаскадный модуль остается более энергетически эффективным решением. Эти результаты важно учитывать для грамотного проектирования термоэлектрических модулей.