Книга посвящена истории становления отечественной инфракрасной техники и электронной оптики на основе изучения сохранившихся в архиве НПО «Орион» подлинников научно-технических отчетов, писем и других документов по проблемам инфракрасной и лазерной физики, электронной оптики, приборов ночного видения и тепловидения, разрабатывавшихся в Советском Союзе. Приведены основные научно-технические результаты по созданию электронно-оптических преобразователей и приборов ночного видения, тепловизионных приборов, полупроводниковых приемников инфракрасного излучения, лазерных приборов и устройств, развитию электронной микроскопии, электронно-лучевых и ионно-плазменных технологий, специальной микроэлектроники обработки фотосигналов, систем охлаждения, полупроводниковых материалов для фотоэлектроники, исследованиям в области физики полупроводников. Книга будет полезна как разработчикам детекторов оптического излучения, так и разработчикам оптико-электронной аппаратуры, а также студентам вузов, интересующимся вопросами конструирования и применения приборов ИК-техники.

Книга включает в себя доклады, которые были обсуждены на IV Всероссийской конференции молодых ученых "Материаловедение, технологии и экология в 3-м тысячелетии" (Томск, 19-21 октября 2009 г.). В представленных материалах затрагиваются фундаментальные проблемы сильноточной электроники; материаловедения; физики атмосферы; экологии природных комплексов, химии нети и газа; исследования и обработки органических и неорганических материалов; современные методы обработки и анализа информации. Опубликованные материалы представляют интерес для специалистов, работающих в областях естественных и инженерных наук, а также аспирантов и молодых ученых, работающих в смежных направлениях, развиваемых в Томском научном центре. Доклады представлены в авторской редакции.

Современную науку, технику, промышленность и даже медицину нельзя представить без применения вакуумных устройств и технологий, от упаковки продуктов до производства традиционных и новых материалов, создания научных приборов и телевизоров, источников света и интегральных схем. Учебно-справочное руководство посвящено в первую очередь инженерным вопросам создания, поддержания и измерения различных уровней вакуума для огромного множества практических задач. При этом даны и необходимые сведения научного характера, позволяющие понять критерии выбора технических решений, принципы работы приборов и установок, физические предпосылки для рационального применения материалов и использования новейшего оборудования. Подобное универсальное руководство создано впервые. Оно включает в себя примеры проектирования реальных вакуумных систем и справочные таблицы по характеристикам оборудования мировых и отечественных производителей. Для студентов и преподавателей инженерно-физических факультетов и технических университетов, инженеров-разработчиков и практиков.

В книге изложены вопросы, связанные с проектированием и эксплуатацией вакуумного оборудования. Рассмотрены теоретические основы вакуумной техники. Описаны конструкции элементов вакуумных систем, откачных машин, напылительных установок. Изложена методика проектирования вакуумных систем по коэффициенту использования насосов, имеются примеры расчетов для типовых вакуумных систем различных машин.Книга предназначена для инженерно-технических работников, проектирующих и эксплуатирующих вакуумное оборудование. Она также может быть полезна студентам вузов, специализирующихся по электровакуумному и полупроводниковому оборудованию.

В книге даны основные представления о физике вакуума; рассмотрены процессы переноса при низких давлениях, сорбционные процессы, течение газов по трубопроводам; обсуждены принципы действия основных типов вакуумных насосов, их характеристики и возможности непользования в различных системах откачки; описаны способы измерения вакуума, анализ парциальных давлений, течеискание; приведены типовые схемы вакуумных машин и установок, дан общий порядок расчета и проектирования вакуумных систем.Предназначается для студентов специальности "Полупроводниковое и электровакуумное машиностроение".

В книге рассмотрены условия работы высоковакуумной аппаратуры и предъявляемые к ней особые требования в отношении герметичности и вакуумной гигиены. Кратко описаны наиболее употребительные в вакуумной технике поделочные и уплотняющие материалы и даны сведения по их газопроницаемости и газоотделению в вакууме. Указаны условия получения сварных и паяных швов для высокого и сверхвысокого вакуума, кратко описаны лучшие методы вакуумной сварки и пайки. Приведена рецептура некоторых флюсов. Рассмотрены различные методы обработки поверхностей в целях достижения наименьшего газоотделения, указаны основные правила сборки вакуумной аппаратуры и соблюдения вакуумной гигиены на производстве. Разобраны различные типы вакуумных уплотнений и приведены некоторые справочные данные по ним. Кратко описаны основные методы испытаний на герметичность.Книга предназначена для квалифицированных рабочих, мастеров, технологов, работающих в различных отраслях промышленности и сталкивающихся с монтажом и изготовлением высоковакуумных аппаратов.

В основу монографии положены оригинальные работы автора и его учеников, посвященные дифракционной электронике. Приведены результаты теоретических исследований эффекта дифракционного излучения и экспериментальные методы изучения открытых резонаторов. Рассматриваются вопросы теории и создания эффективных генераторов дифракционного излучения миллиметровых и субмиллиметровых волн. Книга рассчитана на научных работников, инженеров, занимающихся электроникой, а также специалистов в области радиофизики и радиотехники.

В монографии представлены результаты исследований кубического нитрида бора (cBN) в различных морфологических формах (микропорошки, монокристаллы, керамические образцы и поликристаллы) методами ИК-спектроскопии, комбинационного рассеяния (КР), фото- и катодолюминесценции (ФЛ и КЛ). Освещаются аспекты влияния отклонения состава образцов от стехиометрического и легирования cBN на его ИК-спектры, спектры КР, ФЛ и КЛ и результаты получения и исследования светоизлучающих материалов на основе cBN, активированных редкоземельными элементами, обладающих интенсивной световой эмиссией в широком спектральном диапазоне (УФ, видимый, ИК) и перспективы использования указанных материалов в оптоэлектронике. Излагаются результаты практического использования метода ЭПР как способа определения относительных значений теплопроводности cBN с целью изготовления толстых пленок с высокой теплопроводностью для нужд микроэлектроники. Представлены результаты исследования физических свойств толстых пленок на основе cBN.

Обобщен опыт исследований физических эффектов в диссипативных структурах методами обработки изображений. в том числе с применением преобразования Фурье. Исследованы диссипативные структуры в аморфных и нанокристаллических пленках. Рассмотрено моделирование процессов взрывной кристаллизации и формирующихся атомных структур. Предназначена для специалистов в области материаловедения и физики конденсированного состояния. Может быть полезна аспирантам и студентам, интересующимся электронной микроскопией.

Книга посвящена рассмотрению проблем фундаментальной физики, лежащих в основе методов, используемых для изучения поверхностей и приповерхностных слоев материалов. Появление и развитие таких аналитических методик, основанных на явлениях взаимодействия частиц и излучения с веществом, обусловлено, прежде всего, ростом технологических потребностей. Ионная имплантация, электронные пучки и лазеры используются также и для модификации состава и структуры материалов. Осаждение потоков частиц, получаемых с помощью различных источников, позволяет получать пленочные материалы. Так, эпитаксиальные слои могут быть получены с использованием молекулярных пучков, а также с помощью физического и химического газофазного осаждения. Методики, основанные на изучении взаимодействия с частицами, позволяют, например, обеспечить контролируемые условия окислительных и каталитических реакций. Ключом к успешному использованию данных методик является широкая доступность аналитических технологий, чувствительных к составу и структуре твердых тел на нанометровом масштабе. Книга предназначена для специалистов в области материаловедения и инженеров, интересующихся использованием различных видов спектроскопии и/или спектрометрии. Для людей, занимающихся анализом материалов, которым необходима информация о технике, имеющейся за пределами и лабораторий; и особенно для студентов старших курсов и выпускников, собирающихся использовать это новое поколение аналитических методов в своей научной работе.

Настоящая книга знакомит читателя с проблемами физической электроники, которые изложены в виде задач. В ней охватываются практически все разделы современной газовой электроники и некоторые разделы физики плазмы: катодная электроника, явления переноса, газовые разряды, сильно ионизованная плазма и другие. Решения многих задач доведены до чисел, что дает представление о порядках величин, встречающихся в эксперименте. Для студентов и аспирантов физических специальностей вузов, а также научно-технических работников в области газовой электроники и физики плазмы.

В монографии рассмотрены методика получения, механизм роста, структура и магнитные свойства наноструктурных пленок и нанопроволок, полученных методом электролитического осаждения. Адресуется специалистам в области физики конденсированного состояния, электрохимии, магнетизма и магнитной электроники.

Методом наноиндентирования проведено измерение твердости и модуля упругости тонких пленок Ti и TiO2 на подложке Si. Показано, что применение метода Оливера–Фарра в сочетании с вычислением истинной твердости позволяет корректно определить твердость тонких пленок, нанесенных на подложку, независимо от соотношения твердости пленки и подложки.

Рассмотрены процессы упругой и пластической деформации металлических, оксидных и полупроводниковых пленок в процессе роста, термического отжига и механического нагружения. Показано, что при сжатии тонких пленок на податливой подложке на их поверхности формируются складки и происходит когерентная деформация подложки. В случае жесткой подложки сжимающие напряжения приводят к упругому изгибу пленки с локальным либо периодическим отслаиванием от подложки. Процесс пластической деформации тонких пленок определяется конкуренцией между изменениями их поверхностной энергии и энергии деформации. Выявлена фундаментальная роль периодического распределения напряжений и деформаций на границе раздела двух сред, лежащего в основе механизмов деградации тонких пленок при различных внешних воздействиях.

Исследованы механические свойства тонких пленок Ag одинаковой толщины с различным размером зерен. Твердость пленок определялась с использованием методов Оливера-Фарра, из определения работы индентирования, а также путем непосредственного измерения площади отпечатка индентора по АСМ-изображениям. Для исключения влияния подложки на измеренные значения твердости применялась методика определения истинной твердости пленок. Установлено, что твердость пленок Ag уменьшается с ростом среднего размера зерна, в то время как модуль упругости практические не изменяется. Показано, что зависимость предела текучести пленок Ag от размера зерна не совпадает с классическим законом Холла-Петча.

С помощью сканирующей туннельной, атомно-силовой и растровой электронной микроскопии исследован характер пластической деформации и разрушения тонких пленок Сu на кремниевой и полипропиленовой подложках при термическом отжиге и одноосном растяжении. Механические характеристики исходных пленок определяли методом наноиндентирования. Показано, что на поверхности пленок Cu при одноосном растяжении возникает мезоструктура в виде переплетающихся мезополос, а при термическом отжиге — ячеистая мезоструктура. Установлена линейная зависимость геометрических параметров поверхностной мезоструктуры от толщины пленки. Полученные результаты хорошо согласуются с концепцией «шахматного» распределения напряжений на границе раздела «пленка – подложка» в многоуровневой модели деформируемого твердого тела.

На основе молекулярно-динамического моделирования предложен новый подход к послойному нанесению покрытий. В основе подхода лежит взаимодействие нелинейного импульса со свободной поверхностью материала. Показано, что при достаточно большой амплитуде импульса происходит отрыв атомной плоскости со свободной поверхности, которая при налете на мишень образует многослойное покрытие. Комбинируя материалы "источника", можно создавать многослойные покрытия со сложным составом и структурой.

Рассмотрены физические основы метода высших гармоник. Даны рекомендации по отстройке от мешающих факторов и выбору оптимальных режимов неразрушающего контроля этим методом. Проведенные расчеты использованы для контроля твердости литого чугуна и магнитных параметров тонких магнитных пленок. Книга может быть полезна дефектоскопистам, проектирующим приборы неразрушающего контроля, инженерам, работающим в области использования нелинейных магнитных материалов в переменных полях, и физикам, занимающимся проблемами магнитных явлений, особенно в прикладном их аспекте.

Рассматривается одна из самых актуальных научных проблем, лежащих на стыке материаловедения, химии и физики твердого тела - нанокристаллическое состояние вещества. Особое место среди нанокристаллических материалов занимают магнетики, так как в них наиболее полно проявляются особенности перехода к на-нокристаллической структуре. Освещены вопросы корреляции структуры и физических свойств наночастиц 3d-металлов, технология получения и свойства нанокристаллических и наногранулированных магнитных пленок, а также потенциальные возможности их практического использования. Для специалистов в области физики твердого тела, материаловедения, для студентов и аспирантов соответствующих специальностей.