РАДИОФИЗИКА И ЭЛЕКТРОНИКА
Приведены принципы действия основных блоков радиоспектрометра миллиметрового диапазона по исследованию озонового слоя. Представлены некоторые результаты измерений высотного распределения озона над регионом Средней Азии, по данным которых подтверждены зоны максимальной концентрации озона по высоте, определен суммарный озон в интервале высот 20–60 км.
ФИЗИКА ВЫСОКИХ ЭНЕРГИЙ, УСКОРИТЕЛЕЙ И ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОЙ ПЛАЗМЫ
В работе представлена схема автокоррелятора, изготовленного для измерения длительности инфракрасных пикосекундных импульсов излучения 3-го лазера установки «Новосибирский лазер на свободных электронах», а также результаты тестирования автокоррелятора при измерении длительности пикосекундных импульсов в видимом диапазоне.
На строящемся ускорительном комплексе FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research, Дармштадт, Германия) одним из ключевых является эксперимент PANDA. Основное поле спектрометра детектора PANDA обеспечивается сверхпроводящим соленоидом. Энергия магнитного поля, запасенная в сверхпроводящем соленоиде, достигает 22 МДж при рабочем токе 5100 А. В случае перехода сверхпроводящего кабеля, из которого состоит обмотка соленоида, в резистивное состояние для защиты магнита требуется безопасный вывод запасенной энергии. Предложенная авторами система обеспечивает своевременный вывод и диссипацию энергии во внешнем балластном резисторе, а не только на участке сверхпроводящего кабеля, перешедшего в резистивное состояние, предотвращая при этом его повреждение. Наиболее ответственными элементами системы вывода энергии являются размыкатель тока, с помощью которого в цепь питания сверхпроводящего соленоида вводится балластный резистор, и сам балластный резистор. В качестве размыкателя тока выбран модернизированный трехфазный автоматический выключатель. Разработана уникальная конструкция системы вывода энергии и балластного резистора с низкой паразитной индуктивностью
Источник отрицательных ионов водорода на основе перезарядки пучка положительных ионов в газовой мишени разрабатывается в Институте ядерной физики им. Г. И. Будкера СО РАН. Перезарядный источник может быть использован для инжекции в тандемный ускоритель нейтронного источника, предназначенного для бор-нейтронозахватной терапии. Одним из важных элементов источника является плазменный эмиттер, создающий положительные ионы для первичного ускорения. В качестве эмиттера выбран высокочастотный драйвер, основанный на индукционном разряде и рассчитанный на многосекундный режим работы. В данной работе проведены измерения эмиссионных характеристик высокочастотного драйвера с использованием подвижного сеточного зонда. В результате достигнуты параметры, необходимые для применения драйвера в перезарядном источнике отрицательных ионов. Проведен анализ экспериментально измеренных тепловых нагрузок в многосекундном режиме.
ФИЗИКА ЖИДКОСТИ, НЕЙТРАЛЬНЫХ И ИОНИЗОВАННЫХ ГАЗОВ
Представлены экспериментальные результаты взаимодействия возмущений от двух точечных источников периодических контролируемых пульсаций в сверхзвуковом пограничном слое скользящего крыла при числе Маха 2. Показано, что в результате сложения возмущений образуется интерференционная картина, и для определенных значений волновых чисел возможно подавление соответствующих компонент неустойчивых волн.
В работе исследовано влияние числа Маха и числа Рейнольдса на устойчивость пограничного слоя с внутренним подводом тепла и инжекцией однородного газа через пористую стенку. При фиксированном числе Маха зависимость степеней усиления возмущений от расстояния до передней кромки пластины не монотонна. С увеличением числа Рейнольдса фазовая скорость стремится к скорости в обобщенной точке перегиба. Наиболее растущими в пограничном слое являются двумерные волны. С увеличением числа Маха и при фиксированном расстоянии от кромки пластины имеет место сильная стабилизация пограничного слоя. При M = 4 максимальная степень усиления уменьшается по сравнению с соответствующей величиной при M = 0 более чем на порядок, а протяженность устойчивого пограничного слоя увеличивается в 2 раза. При этом частота в критической точке нейтральной кривой уменьшается примерно в три раза. Установлено, что как и при отсутствии инжекции газа через пористую стенку, так и при ее наличии внутренний подвод тепла оказывает стабилизирующее влияние на пограничный слой. В рамках принятой модели подвода тепла при M = 3 степень усиления понижается примерно в полтора раза в сравнении со случаем без внутреннего подогрева пограничного слоя.
ФИЗИКА ТВЕРДОГО ТЕЛА, ПОЛУПРОВОДНИКОВ, НАНОСТРУКТУР
В работе проведено исследование возможности использования композитов на основе многослойных углеродных нанотрубок (МУНТ), декорированных частицами кремния (Si) и карбида кремния (SiC) в качестве анодного материала в литий-ионных источниках тока. Композиты МУНТ-Si и МУНТ-SiC (с различным соотношением Si/SiC) получали путем высокотемпературной термической обработки МУНТ-Si с варьированием температуры прогрева (1040 и 1350 °С). Структура и фазовый состав исследуемых композитов были охарактеризованы с использованием методов ПЭМ и РФА. Определение удельной емкости композитов в качестве анодного материала проводили при плотностях тока от 0,05 до 2 А/г.
Для повышения эффективности преобразования термоэлектрических устройств ведется поиск и изучение новых термоэлектрических материалов. Применение таких материалов, как халькогениды металлов в технике для создания преобразователей, термоэлементов и элементов функциональной электроники вызывает интерес. В связи с этим актуальным является исследование теплофизических свойств и влияние дефектов на свойства этих материалов. Халькогениды металлов первой группы обладают сильной зависимостью свойств от собственной дефектности структур. Увеличение степени дефектности обусловливает уменьшение температуры фазового перехода, что вызывается уменьшением сил межатомного взаимодействия. Увеличение теплопроводности с увеличением содержания халькогена обусловлено превалирующим ростом электронной теплопроводности над уменьшением фононной составляющей, на величину решеточной теплопроводности оказывает влияние дефектность кристаллической решетки.
УЧЕБНО-МЕТОДИЧЕСКОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПРЕПОДАВАНИЯ ФИЗИКИ
В работе рассмотрены история, этапы становления и развития отдела прикладной физики физического факультета НГУ. Описана структура отдела, решенные и решаемые в настоящее время научные задачи, рассмотрены результаты научной, педагогической и инновационной деятельности основных подразделений отдела.
Целью статьи является разработка теоретически и экспериментально обоснованной конкретной лабораторной работы для изучения анизотропии электрических свойств полупроводников в рамках учебных программ высших учебных заведений для таких направлений подготовки, как физика, техническая физика, радиофизика, электроника и наноэлектроника. Актуальность проблематики обусловлена стремлением отечественной электроники к технологическому суверенитету и высокими требованиями к подготовке квалифицированных кадров для производства структур твердотельной функциональной электроники. На основе решения краевой электродинамической задачи получено выражение для электрического потенциала в области тонкого прямоугольного полупроводникового образца с тензорным характером проводимости. Итогом работы стала разработка оригинальной лабораторной установки для демонстрации и практического изучения анизотропии электрических свойств полупроводниковых кристаллов. Предлагаемая методика позволяет определять основные электрокинетические параметры анизотропного полупроводника – удельную проводимость, концентрацию и холловскую подвижность основных носителей заряда. Предложена принципиальная схема установки и формулы для расчета погрешностей измеряемых величин. Полученные результаты могут также представлять и научный интерес при изучении анизотропных полупроводниковых материалов в лабораторных условиях.