Исследованы оптические и электрофизические свойства образцов p-GaAs, выращенных методом Чохральского и легированных цинком. Измерены спектры отражения десяти образцов p-GaAs в средней ИК-области. На этих же образцах проведены гальваномагнитные измерения по методу Ван-дер-Пау и определены значения удельного электрического сопротивления и коэффициента Холла (все измерения проведены при комнатной температуре). Спектры отражения обработаны с использованием соотношений Крамерса—Кронига; вычислены спектральные зависимости действительной и мнимой частей комплексной диэлектрической проницаемости и построены функции потерь. По положению максимума функции потерь определено значение характеристического волнового числа, отвечающего частоте высокочастотной плазмон-фононной моды. Проведены теоретические расчеты и построена градуировочная зависимость, позволяющая по известному значению характеристического волнового числа определить концентрацию тяжелых дырок в p-GaAs при Т = 295 К. Далее путем сопоставления оптических и холловских данных определены значения отношения подвижностей легких и тяжелых дырок. Показано, что оно лежит в пределах 1,9—2,8, что значительно меньше значений, предсказываемых теорией в предположении, что и легкие, и тяжелые дырки рассеиваются одинаково (на оптических фононах). Высказано предположение, что механизмы рассеяния легких и тяжелых дырок различны.

Большое количество современных функциональных монокристаллов средней категории относится к гиротропным средам. В таких кристаллах при распространении света вдоль оптической оси наблюдается вращение его плоскости поляризации. Для получения дисперсионных зависимостей угла вращения плоскости поляризации света использован спектрофотометрический метод. В основе этого метода лежит измерение интенсивности света, проходящего через систему поляризатор—кристалл—анализатор. Кристалл представляет собой полированную плоскопараллельную пластину одноосного гиротропного кристалла, вырезанную перпендикулярно к оптической оси. Измерения проведены на UV-Vis-NIR спектрофотометре Cary-5000 в диапазоне длин волн 200—1200 нм с использованием поляризаторов — призм Глана—Тейлора. В качестве образцов использованы полированные плоскопараллельные пластины известных кристаллов SiO ₂ и α-LiIO ₃. Полученные дисперсионные зависимости спектральных коэффициентов пропускания имели периодический характер. По экстремумам на этих зависимостях рассчитаны дискретные величины удельных углов вращения плоскости поляризации света. Эти дискретные величины могут быть аппроксимированы формулами Друде, Чандрасекхара и Вышина в зависимости от того, чем определяется природа вращательной способности плоскости поляризации света в каждом конкретном материале. Для исследованных кристаллов построены зависимости модифицированной формулы Друде вида 1/ρ = f(λ²), которые должны иметь линейный характер в случае идеального кристалла. Полученные экспериментальные результаты хорошо соотносятся с имеющимися литературными данными. Преимуществами данного метода является оперативность, возможность получения дисперсионных зависимостей удельного угла вращения плоскости поляризации, оценка природы вращательной способности конкретных кристаллов и структурного совершенства исследуемых кристаллов.

В настоящее время наблюдается интенсивное развитие теплофизики твердых тел, связанное с необходимостью создания моделей, обладающих высокой степенью предсказательной надежности получаемых результатов. В работе представлены новые подходы к решению ряда актуальных задач, связанных с изучением переноса тепла в полупроводниках и диэлектриках, в основном, касающихся наноструктур. Первая из рассмотренных задач — создание статистической модели процессов взаимодействия переносчиков тепла — фононов — с шероховатыми поверхностями твердых тел. В основе разработанного метода впервые применена статистика наклонов профиля случайной поверхности. Результатами расчета являются длины пробегов фононов между противоположными границами образца, которые необходимы для расчета эффективной теплопроводности в баллистическом и диффузионно-баллистическом режимах теплопереноса в зависимости от параметров шероховатости. Вторая задача — развитие методов расчета процессов переноса тепла через поверхности контакта твердых тел, имеющих различные теплофизические свойства. Удалось показать, что при учете дисперсии фононов и соответствующих ограничений на значения частот, модифицированная модель акустического несоответствия для расчета сопротивлений Капицы может быть распространена на температуры выше 300 К. Ранее пределом применимости этого метода считалась температура 30 К. Также проведено обобщение предложенного метода на случай шероховатых интерфейсов. Третья задача — новый подход к определению теплопроводности твердых тел. Авторами развит метод прямого Монте-Карло моделирования кинетики фононов со строгим учетом их взаимодействия за счет непосредственного использования законов сохранения энергии и квазиимпульса. Проведенные расчеты коэффициента теплопроводности для чистого кремния в диапазоне температур от 100 до 300 К показали хорошее согласие с экспериментом и расчетами других авторов, а также позволили в деталях рассмотреть кинетику фононов.

Работа посвящена исследованию процесса изменения поляризации кристаллов оксида гафния в орторомбической фазе, связанного с постепенным ослаблением поляризационных эффектов в FeRAM-элементах на основе тонких пленок оксида гафния HfO₂.
Для решения задачи проведены квантово-механические расчеты структуры орторомбического оксида гафния, идентифицирован возможный путь перестройки кристалла при смене поляризации при приложении напряжения и произведена его оптимизация с помощью метода эластичной ленты. Получены величины изменения поляризации и энергетический барьер соответствующего перехода. Проведено исследование устойчивости данного перехода. Представлены результаты серии вычислительных экспериментов с применением высокопроизводительных вычислительных систем гибридной архитектуры на базе Центра коллективного пользования Федеральный исследовательский центр «Информатика и управление». Анализ результатов показывает, что, несмотря на невысокий энергетический барьер перехода, вероятность самопроизвольной смены поляризации невелика благодаря невозможности смены поляризации отдельной ячейки без учета влияния поляризаций соседних ячеек. 

Исследовано влияние на электрические параметры структур SiON/AlGaN/GaN обработки разной продолжительности низкоэнергетической азотной плазмой. Обработки плазмой подвергалась поверхность AlGaN в рабочей камере установки плазмохимического осаждения перед запуском моносилана для формирования пленки SiОN. Изучено изменение транспортных свойств (проводимости и подвижности) слоя двумерного электронного газа и емкостных свойств структур. Экспериментально показано, что такая обработки приводит к изменению величины поляризационных зарядов как на границе «изолятор—AlGaN», так и на границе AlGaN/GaN. С помощью С—V-измерений в режиме гистерезиса установлено, что при управляющем напряжении (U > +4÷+5 В) происходит захват части канальных электронов на глубоких центрах границы SiON/AlGaN, причем с увеличением продолжительности воздействия плазмой наблюдается резкий рост заряда, формируемого электронными граничными состояниями. Использование дополнительной обработки азотной плазмой переводит для нитридных структур работу из D-режима (V_th = –4 В) в Е-режим (V_th = +0,9 В).

С помощью Оже-измерений показано, что обработка плазмой приводит к изменению количества кислорода в слое SiON и в нанообластях барьерного слоя, причем с увеличением продолжительности воздействия плазмой наблюдается резкое уменьшение количества кислорода в этих слоях. Обнаружено также, что при обработке азотной плазмой происходит перераспределение Ga и Al на границе AlGaN/GaN т. е. в области слоя двумерного электронного газа. С помощью Оже-измерений вблизи границы SiON/AlGaN со стороны изолятора обнаружена локализация атомов азота, химически связанных с кремнием N(Si), с образованием на границе раздела пика, размер которого растет с увеличением продолжительности воздействия плазмой.

Разработаны физико-химические основы базовых конструкций и технологий производства перспективных электролитических ячеек для накопления электрической энергии с удельной энергоемкостью для многоразовых ячеек — 350—500 Вт ⋅ ч/кг на первом этапе и 1000 Вт ⋅ ч/кг на втором. Наряду с традиционными химическими источниками тока и ионисторами появляются сверхъемкие конденсаторные структуры с тонким диэлектриком в двойном электрическом слое и гибридные конденсаторы, в которых энергия накапливается как в двойном электрическом слое, так и за счет протекания электрохимических процессов. Такой подход позволяет снизить внутреннее сопротивление электролитических ячеек, что приводит к уменьшению тепловыделения в процессе работы и, соответственно увеличению удельной энергоемкости, безопасности эксплуатации, снижению времени зарядки, а также обеспечению роста удельной мощности. Перспективным анодом является наноструктурированный электродный материал, который представляет собой матрицу на основе углерода, заполненную наноструктурированным химически активным материалом. Перспективными материалами для заполнения углеродной матрицы являются Li и его сплавы, Si, Al, Na, Sn, Mg, Zn, Ni, Co, Ag, а также ряд других материалов и их соединений. Исследовано влияние на удельную энергоемкость удельной площади углеродного материала, диэлектрической проницаемости, добавления химически активного вещества. Рассчитаны теоретические значения удельной энергоемкости гибридных конденсаторов с металл-воздушной системой. Разработан тонкопленочный технологический комплекс, обеспечивающий создание нового поколения электродных материалов, конструкция которых представляет собой углеродную матрицу с высокоразвитой поверхностью, в которой находится туннельнотонкий диэлектрик, на поверхности которого размещен химически активный материал.

Пленки In₂O₃ : Er были напылены на подложки кремния с помощью ВЧ-магнетронного распыления-осаждения. Для подложек кремния как n-, так и p-типа проводимости токи через полученные МОП-структуры (Si/In2O3 : Er/In-контакт) были описаны в рамках модели термоэмиссии основных носителей через барьер с коррекцией приложенного напряжения на потенциал, падающий в кремнии. С помощью измерения температурной зависимости прямых токов при малом, подбарьерном смещении были найдены барьеры для инжекции электронов и дырок из кремния в пленки, равные 0,14 и 0,3 эВ, соответственно. Полученный невысокий барьер для дырок объясняется наличием плотности дефектных состояний, которые простираются от края зоны валентности в запрещенную зону In₂O₃ : Er и создают там канал проводимости для дырок. Наличие плотности дефектных состояний в запрещенной зоне In₂O₃ : Er подтверждается данными фотолюминесценции в соответствующем интервале энергий 1,55—3,0 эВ. Выполнен анализ зонной структура гетероперехода Si/In₂O₃ : Er. На его основе установлен энергетический интервал между электронами в зоне проводимости In₂O₃ : Er и дырками в канале проводимости в запрещенной зоне, равный 1,56 эВ. 

На медицинском ускорителе «Прометеус» при энергии пучка протонов 225 МэВ был сконструирован источник быстрых и эпитепловых нейтронов, а также проведены измерения дозных профилей нейтронов на выходе нейтронного канала с помощью детектора БДМН-100. Для получения быстрых нейтронов применялась тяжелая мишень NaI. Совместно с исследовательской лабораторией ЦЗЛ АО «Авангард» разработан новый защитный материал от нейтронов c разным процентным соотношением ¹⁰B под названием wikineutron. На его основе формировалась теневая защита, выполненная в виде поверхностно соприкасающихся конусов, конструирующая канал быстрых и эпитепловых нейтронов. Разработанный нейтронный канал может использоваться для проведения медицинских работ по созданию новых радиофармпрепаратов, содержащих бор и другие сильнопоглощающие элементы. Возможно также применение нейтронного источника от ускорителя «Прометеус» для терапии поверхностно расположенных опухолей. Основной целью работы было формирование на основе разработанных нейтронопоглощающих материалов нейтронного канала, который обладает простой конструкцией и может быть применен для борнейтронзахватной и «надэпитепловой» терапии, а также создание на нейтронном канале пучка эпитепловых и надэпитепловых нейтронов для оценки эффективности применения радиофармпрепаратов. 
Разработанные нейтронопоглощающие материалы позволили создать нейтронный канал эпитепловых и надэпитепловых нейтронов для терапии и разработки радиосенсибилизаторов на основе золота.

Редакционная статья