Preview

Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники

Расширенный поиск
Том 26, № 1 (2023)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2023-1

5-16 348
Аннотация

На основании данных термогравиметрического анализа рассчитаны значения кислородного индекса (3–δ) в манганите состава La0,7Sr0,3Mn0,9Fe0,1O3-δ, полученного методом твердофазных реакций. При анализе кривых сорбции-десорбции кислорода установлено, что процессы выделения и поглощения кислорода при парциальном давлении pO2 = 10 Па и 400 Па не являются обратимыми. Минимумы производной dδ/dt = f(T), соответствующие максимумам скорости выделения кислорода, свидетельствуют о сложном характере изменения скорости десорбции кислорода из манганита. Уменьшение скорости нагрева и охлаждения от 6,6 до 2,6 К/мин привело к существенному изменению значения ∆δ, что указывает на зависимость подвижности анионов от концентрации кислорода в структуре магнетика. Установлено, что в манганите La0,7Sr0,3Mn0,9Fe0,1O3-δ кинетика десорбции кислорода хорошо описывается экспоненциальной зависимостью по модели Крамерса, которая подразумевает отсутствие возвращения десорбированного кислорода в образец. Данная модель указывает на нестационарность диффузионного потока через барьер при десорбции кислорода из образцов. Проведенный расчет энергии активации десорбции кислорода методом Мержанова при различных парциальных давлениях кислорода показал, что на начальном этапе выделения кислорода из La0,7Sr0,3Mn0,9Fe0,1O3-δ энергия активации десорбции кислорода имеет минимальное значение (Еа = 103,7 кДж/моль при δ = 0,005) и по мере увеличения концентрации кислородных вакансий она увеличивается с выходом на насыщение (Еа = 134,3 кДж/моль при δ = 0,06). Сделано предположение, что с увеличением концентрации кислородных вакансий происходит взаимодействие между ними с последующим протеканием процессов их упорядочения с образованием ассоциатов.

Материаловедение и технология. Полупроводники

17-25 687
Аннотация

Рассмотрены проблемы производства порошков теллурида кадмия заданных чистоты и гранулометрического состава, предназначенных для изготовления высокоэффективных солнечных элементов. Получена опытная партия порошков, на основе которых изготовлены и исследованы образцы пленочных солнечных элементов с параметрами на уровне ведущих мировых стандартов. Методом рентгеновской дифрактометрии определен фазовый состав образцов порошков и пленок, методом растровой электронной микроскопии — структурный анализ и измерение элементного состава. Описано влияние наличия фазы свободного теллура в порошках на ресурсные характеристики полученных приборов. Показано, что в пленках избыток теллура, который расположен преимущественно по границам зерен, может приводить со временем к ухудшению электрофизических характеристик солнечных элементов из-за изменения параметров кристаллической структуры фазы теллурида кадмия, вызванного изменением стехиометрического состава. Структурные исследования пленок не выявили в них отличий до и после ресурсных испытаний. Разработана, обоснована и опробована новая технологическая схема получения порошков теллурида кадмия с учетом преимуществ и недостатков используемой ранее технологии, проведены эксперименты, подтверждающие правильность выбранных решений. 

Материаловедение и технология. Магнитные материалы

26-35 502
Аннотация

Исследовано влияние отжига в постоянном магнитном поле на величину магнитоэлектрического (МЭ) коэффициента в трехслойных градиентных МЭ композитах LiNbO3/Ni/метглас. Продемонстрирована методика электрохимического осаждения никеля на бидоменные кристаллы ниобата лития. Показано, что оптимальная для формирования максимальной остаточной намагниченности слоя Ni температура отжига в постоянном магнитном поле составляет 350 °С. В образцах, отожженных при данной температуре, был достигнут максимальный сдвиг зависимости МЭ коэффициента от напряженности внешнего постоянного магнитного поля относительно значения Hdc = 0. Значение квазистатического МЭ коэффициента в отсутствии внешнего постоянного магнитного поля составило 1,2 В/(см ∙ Э). Максимальное значение МЭ коэффициента было достигнуто на частоте изгибного резонанса структуры 278 Гц и составило 199,3 В/(см ∙ Э) без приложения внешнего магнитного поля. Полученные в работе значения МЭ коэффициента в трехслойных градиентных композитах LiNbO3/Ni/метглас не уступают аналогичным значениям для большинства МЭ композитных материалов, опубликованных ранее.

Физические свойства и методы исследования

36-45 439
Аннотация

Проведены расчеты концентраций электронов проводимости в n-GaSb при температуре 295 и 77 К с учетом непараболичности зоны проводимости. Показано, что при температуре Т = 295 К концентрация «тяжелых» электронов в L-долине зоны проводимости превосходит концентрацию «легких» электронов в Г-долине. Наоборот, при Т = 77 К электроны проводимости сосредоточены, в основном, в Г-долине. Представлены результаты холловских измерений на легированных теллуром образцах n-GaSb, полученных методом Чохральского. Показано, что при анализе этих данных, полученных при Т = 295 К, необходимо учитывать наличие двух типов электронов (легких и тяжелых), причем концентрации их определить невозможно. Кажущееся увеличение концентрации электронов при переходе от 295 к 77 К на самом деле отсутствут. Концентрации электронов проводимости при Т = 77 К из холловских данных определяется корректно.

46-55 374
Аннотация

Рассмотрена усовершенствованная технология изготовления частотно-селективных электромагнитных экранов. Усовершенствование этой технологии было обеспечено за счет включения в объем изготавливаемых экранов элементов в виде классических спиралей Архимеда, сформированных из фольгированных материалов, для обеспечения частотно-селективных свойств таких экранов и фиксирования указанных элементов в объеме изготавливаемых экранов путем термопрессования. Эти особенности обуславливают основное преимущество усовершенствованной технологии по сравнению с ее аналогами, а именно: более низкие временные затраты, требуемые для ее реализации. Усовершенствование технологии было реализовано по следующим двум направлениям: 1) установление параметров спиралевидных элементов, которым соответствуют максимальные значения потерь энергии взаимодействующего с ними электромагнитного излучения в СВЧ-диапазоне; 2) определение порядка расположения в объеме экранов спиралевидных элементов, которому соответствуют наименьшие значения коэффициентов передачи и отражения электромагнитного излучения в СВЧ-диапазоне этих экранов. Усовершенствование технологии, реализованное по первому направлению, базировалось на результатах анализа научных работ, посвященных математическому моделированию и исследованию характеристик передачи электромагнитного излучения в СВЧ-диапазоне плоских спиральных антенн. Усовершенствование, реализованное по второму направлению, базировалось на полученных экспериментальных данных. Были изготовлены экспериментальные образцы экранов, в объем которых включены ориентированные определенным образом спиралевидные элементы, а затем проведен сравнительный анализ характеристик передачи и отражения электромагнитного излучения в СВЧ-диапазоне таких экранов. Экраны, изготовленные в соответствии с предложенной усовершенствованной технологией, представляются перспективными для использования в целях защиты приборов электронной техники от воздействия электромагнитных помех.

56-65 439
Аннотация

С начала восьмидесятых годов XX века терагерцовый диапазон (от 0,1 до 10 ТГц) привлекает неослабевающее внимание как с фундаментальной, так и с прикладной точки зрения. Благодаря своим уникальным свойствам терагерцовое излучение используется для решения широкого спектра задач в спектроскопии, дефектоскопии и обеспечения безопасности. Создание эффективных поглотителей и преобразователей терагерцового излучения является сейчас основой для развития терагерцовых технологий. В настоящей работе рассматривается использование частотно-избирательного высокодобротного метаматериала для создания конвертера терагерцового излучения в инфракрасный диапазон длин волн. Предложен конвертер, состоящий из метаматериального поглотителя терагерцового излучения, покрытого микрометровым слоем графита, переизлучающим поглощенную метаматериалом энергию в инфракрасном диапазоне. Произведен численный электродинамический и сопряженный с ним тепловой расчет предлагаемого конвертера излучения. Результаты численного моделирования метаматериала на частоте 96 ГГц (окно прозрачности атмосферы) показали коэффициент поглощения электромагнитного излучения равный 99,998 %, а аналитически рассчитанный коэффициент полезного действия разработанного конвертера составил 93,8 %. Благодаря этому разработанный нами конвертер терагерцового излучения может найти применение в области досмотрового контроля в сфере транспортной безопасности и дефектоскопии.

66-75 371
Аннотация

Монокристаллический молибдат кальция CaMoO4 — известный материал. Тем не менее последнее время наблюдается всплеск интереса к CaMoO4 в связи с рядом востребованных применений, в том числе использованием его в качестве рабочего материала для криогенного сцинтилляционного болометра. Монокристаллы CaMoO4 в процессе выращивания приобретают синюю окраску, обусловленную наличием дефектных центров, типа центров окраски, что неприемлемо для оптических применений. Для устранения окраски применяют отжиги в кислородсодержащей атмосфере, а затем из кристаллов изготавливают необходимые элементы путем механических воздействий (резка, полировка и др.). Поэтому для рационального решения вопросов, возникающих при изготовлении изделий из них и дальнейшем практическом использовании, оценка механических свойств этих кристаллических материалов является актуальной задачей. Результатов исследования механических свойств CaMoO4 мало, кроме того, они представлены без учета анизотропии. Наблюдается существенный разброс данных по значению твердости по Моосу у разных авторов: от 3,5 до 6. В данной работе приведены результаты исследования образцов монокристаллов молибдата кальция в исходном состоянии и после высокотемпературных отжигов разной продолжительности в кислородсодержащей атмосфере. Показано, что продолжительный отжиг приводит к обесцвечиванию кристаллов. Установлено, что кристаллы молибдата кальция являются чрезвычайно хрупкими, балл хрупкости Zp кристаллов в исходном состоянии максимален и составляет 5, отжиг приводит к снижению балла хрупкости до 4. Рассчитаны параметрами «вязкости» по методу Пальмквиста S. Установлены нагузки полного разрушения отпечатков Fпр, показано, что отжиг в кислородсодержащей атмосфере приводит к увеличению Fпр в 2,5 раза для Z-среза и в 10 раз для Х-среза. Показано, что микротвердость кристаллов характеризуется анизотропией II рода: для всех образцов микротвердость грани Z выше, чем микротвердость грани X. Оценены коэффициенты анизотропии микротвердости KH образцов. На основании измеренных значений микротвердости рассчитаны степени ионности связей I.

76-84 330
Аннотация

Среди всех известных металлов, таких как серебро, золото, медь, алюминий по электропроводности занимает четвертое место. Электропроводность меди при 20 °C принимается за 100 % IACS, алюминия в отожженном состоянии она составляет 62 % IACS. Однако, если учесть удельный вес алюминия, то на единицу массы его проводимость в 2 раза больше, чем у меди. Из этого следует, на сколько выгодно применение алюминия в качестве материала для проводников. При одинаковой проводимости (одна и та же длина) проводник из алюминия имеет площадь поперечного сечения на 60 % больше, чем медь. При этом его масса составляет всего 48 % массы меди. Из-за низкой механической прочности в ряде случаев в электротехнике использование в качестве проводника алюминия затруднено или просто невозможно. Легированием другими металлами алюминия можно повысить его механическую прочностью, несмотря на заметное снижение электропроводности. 
В статье представлены результаты исследования теплоемкости алюминиевого проводникового сплава AlTi0.1 (Al + 0,1 % (мас.) Ti) с кальцием. Исследование проведены в режиме «охлаждения» с использованием в качестве эталона алюминия марки А5N (99,999 % Al). Получены полиномы, описывающие скорости охлаждения образцов из сплавов и эталона. По рассчитанным значениям скоростей охлаждения образцов из исследуемых сплавов сформированы уравнения, описывающие температурную зависимость термодинамических функций (энтальпия, энтропия, энергия Гиббса) сплавов путем интегрирования зависимостей их теплоемкостей. 
Установлено, что термодинамические функции и теплоемкость сплавов с ростом температуры увеличиваются, а от концентрации кальция уменьшаются. 



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)