Yuqori sezgirlikli yarim o‘tkazgichli datchiklar
O'zbekiston Respublikasi Fanlar akademiyasining akademigi, Rossiya texnika fanlari akademiyasining muxbir a'zosi, fizika-matematika fanlari doktori, professor, ikki marotaba O'zbekiston Respublikasining fan va texnika sohasidagi Davlat mukofotining sovrindori Ramizulla Abdullaevich Mo'minov.
Laboratoriya 1971 yilda O'zbekiston Fanlar Akademiyasining Fizika-texnika institutida tashkil qilingan.
Guruhda Mo'minova R.A. Hozirgi kunda laboratoriya jamoasi bitta akademik, bitta fan doktori, shuningdek, ilmiy xodimlar (9) va muhandislik-texnik xodimlar (6) - jami 15 kishidan iborat.
(I) maydonining kuchli zaryad birlashuvi rejimida, hamda yuqori konsentratsiyali plazma (i) ni to'ldirganda (i) - bu sohada muhim ilmiy va amaliy ahamiyatga ega bo'lganda, er-xotin inyeksiya sharoitida yarim o'tkazgich elektronikasining asosiy elementlari bo'lgan pin tuzilmalaridagi jismoniy jarayonlarni fundamental tadqiq qilish . Bir tomondan, ushbu tadqiqotlar yangi ilmiy yo'nalish - dejeneratel elektron devor plazmasida gidrodinamik hodisalarni o'rganish va infraqizil nurlanish sohasidagi yuqori nuqtali yarim Supero'tkazuvchilar lazerlarni yaratish muammosini faol mintaqaning katta hajmiga ega bo'lgan muammolarni hal qilish imkonini berdi va boshqa tomondan asosan yangi yarim Supero'tkazuvchilar yadroviy radiatsiya detektorlarining fizikasi va texnologiyasi sohasidagi vakili. Ushbu fikrning asoslari birlashgan hududning xususiyatlarini shakllantirishda muhim ahamiyatga ega bo'lgan konstruktsiyalashtirilgan konsepsiya va qafas kamchiliklari tarqalishidagi dalgalanmalar detektorlarining funktsional xarakteristikalari bo'lib, bu kristalning asosiy qismida elektr maydonini taqsimlashda mahalliy inhomojenliklarning paydo bo'lishiga olib keladi.
Ushbu yo'nalishning rivojlanishi kelgusida mahalliy xilma-xillikning jismoniy tabiati va xususiyatlarini aniqlash, manba materiallarini tanlash va boshqarish uchun diagnostika usullarini yaratishni rag'batlantirishga imkon beradi. Guruh birinchi marta yarimo'tkazgich materiallari va qurilmalarini (detektorlar, quyosh xujayralari, sirt to'siqni va MIS tuzilmalari) tashqi ta'sirlarga: nurga ega bo'lmagan, kuchli bo'lmagan pulsli magnit maydon, ultratovushli joylar ta'sirini to'liq tadqiq qilish va amalga oshirishni taklif qildi. Ushbu sharoitlarda yarimo'tkazgichlarda yuzaga keladigan hodisalar yuzasidan olib borilgan tadqiqotlar natijasida past haroratli diffuziya va tavlanishni o'tkazishning yangi usullari, yarim o'tkazgichlarda nuqsonlarni bartaraf etish va ionsimon diffuziya jarayonlarini jadallashtirish; detektorlarning spektrometrik xususiyatlarini va quyosh xujayralarining energiya xususiyatlarini yaxshilash yo'llari. Rivojlangan yo'nalishning jismoniy jihatdan muhim jihati - bu issiqlik fononlarining akustik tarzda stimulyatsiya qilingan muvozanat sharoitida yarimo'tkazgichlarda kinetik hodisalarning paydo bo'lishi nazariyasi. Yarıiletken qurilmalarning ultrasonik sohalarda ishlab funktsional xususiyatlarini shakllantirish mexanizmlari va ultratovush to'lqinlarning qafas kamchiliklari bilan o'zaro ta'sirlashuvi, yarimo'tkazgich materiallarining noto'g'ri tuzilishida maqsadli o'zgarishlarni amalga oshirish va batareyalar ta'siridan yuqori sezgir asboblarni yaratish istiqbollarini ochish imkonini beradi. Natijada guruh jahon standartlari darajasida operatsion xususiyatlarga ega bo'lgan mahalliy sanoat kremniysi asosida turli maqsadlarda yarimo'tkazgichli yadroviy radiatsiya detektorlarini yaratish vazifalarini hal qildi. Ular 5 mm dan to yuzga yaqin va 1 mm dan 10 mm gacha bo'lgan uzoq sezgir hududga ega bo'lgan detektorlar bo'lib, yarı o'tkazgich tuzilmalardagi yagona hodisaning fizik asosda detektorlarini, o'nlab mm nozik maydonlarini olish usullarini ko'rsatadi. Ushbu tadqiqotlar natijalariga ko'ra, "Fizika - Quyosh" NNTda turli xil ilovalar uchun yarim o'tkazgichli yadroviy radiatsiya detektorlari ishlab chiqarildi. Mutaxassislarning fikriga ko'ra, ular jahon standartlari darajasida xususiyatlarga ega bo'lib, Tacomak va Dolphin tipidagi qurilmalarda, Serpuxov, Dubna, Almati shaharlarida tezlashtirilgan qurilmalarda, shuningdek, samolyotlarni tadqiq qilishda keng qo'llaniladi. bir qator boshqa ilmiy tajribalar, maxsus jihozlar. Rivojlangan detektorlar turli ko'rgazmalarda bir necha bor oltin, kumush va bronza medallari bilan taqdirlandi.
So'nggi 15-20 yil mobaynida guruhning ilmiy-tadqiqot ishlarining asosiy yo'nalishlari Mo'minova R.A. Fan va texnologiyaning ikkita sohasi mavjud:
1) katta hajmli sezgir maydon uchun, shuningdek, sezgir yuza uchun yuqori samarali silikon - lityum p-i-n detektorlarini loyihalash va ishlab chiqarish. Ular ilm-fan va texnologiya, geologiya, atrof-muhit muhofazasi, tibbiyot va boshqa sohalarda foydalanish mumkin.
2) kremniyli quyosh xujayralari samaradorligini oshirish uchun ilmiy-texnika-texnologik tadqiqotlar va yangi jismoniy usullarni yaratish.
Nanofizikaning yutuqlaridan (nanotexnologiya, gologramma, grafika va boshqalar) foydalaniladi.
Birinchi ilmiy yo'nalish mavzusidagi asosiy ilmiy, texnik va texnologik natijalar va yutuqlar:
Xronologik ma'lumotlarga ko'ra, barcha muhim ilmiy natijalar (90-yillarning boshidan buyon aniqlash bo'yicha)
(ma'ruza, Rajapovning tezislari, nashrlari, so'nggi yillardagi hisobotlari va boshqalar) asosan ingliz tilida.
Tadqiqotning ikkinchi yo'nalishi bo'yicha asosiy ilmiy, texnik va texnologik natijalar va yutuqlar:
Xronologiyada AOK mavzusidagi ma'ruzalardan muhim natijalarni olish.
OOKdagi nashrlar asosan ingliz tilida.
Asosiy natijalar va bugungi mavzular:
Tadqiqot ob'ektlari ikkala Monokristalin yarimo'tkazgichni bo'lgan - bunday alyuminiy oksidi kabi intergranüler viloyatlar va sirt-metall texnik kremniy va galliy arsenit, va polikristalli film turi telurida kadmiy va vismut hamda ochiq oksidi qatlamini (AL2-x O3 + x) va titan oksidi.
Bu charchoq zarar to'plangan alohida datchiklar, shuningdek ionlashtiruvchi nurlanish detektorlari va optik o'zgaruvchilar bilan, asosida ishlab chiqarilgan sensorlar operatsion xususiyatlarini nazorat semiconductor tarkibiy xususiyatlari, aratilgan
- Xususan, 1 viloyatida bir qarshilik ega kremniy elektr tuzilishi aniqlandi - 3 Com * sm ionli radiatsiya kremniy -litievye detektorni ishlab chiqarish imkonini beradi, balki uning xususiyatlari ma'nosi tegishli Si (Li), yassi pokiza qimmat dan to'qib hisoblanadi silikon.
Bundan tashqari, bir yarim Supero'tkazuvchilar yoki yarim o'tkazgich tuzilishi, panjara tuzilishi va topilgan chastota va amplitüdler va ta'sir ayrim vaqtlari ostida yarim o'tkazgich quyosh hujayraning yopishqoq xususiyatlari aloqalar va ijro xususiyatlari yaxshilash [3 olib keladi, deb, elektron quyi o'zgarishi bilan uning o'zaro tabiatiga ultratovush to'lqinlar qo'llash ustidan deb topilgan -5].
Laboratoriya xodimlari galyum arsenit va uning birikmalari yarimo'tkazgich epitaksiyel qatlamlari texnologiyasi yaxshilandi. ichki amplifikasyonu va ma'lum o'xshashi oshib parametrlari yuqori koeffisiyenti, 0.4-1.6-mikro spektr yarimo'tkazgichlar viloyatida - FETs kompleks to'g'ri va metall bilan termoelektrik va fotoelektrik ta'siri, va ikki-to'siq ko'p qatlamli tuzilishi asosida ishlab chiqilgan. kuya-ko'z interfeys bo'lgan fotoelektr qurilmalar yaratish Kengaytirilgan texnologik usullari radiatsiya va issiqlik ta'siri chidamli bo'ladi.
Asosan, yangi materiallar strukturaviy materiallarning charchoq zararini to'playdigan sensorlarni rivojlantirishga qaratilgan. Bu erda asosiy masala - materialning strukturaviy barqarorligi. evolyutsiya charchoq albatta, biz o'zaro dona muayyan majmuini, yoki bu birliklarni o'zgarishlarning ma'lum majmuini berilgan o'ylamasinlar mumkin. Bu shuni anglatadiki, tizimning ta'rifi evolyutsiya jarayonida o'zgartirilishi kerak. Ushbu turdagi evolyutsiya strukturaviy barqarorlik tushunchasi bilan bog'liq. Bu qayta va tizimi turli jarayonlari bilan reaksiyaga jalb mumkin, yangi birliklari joriy etish berilgan tizimi reaktsiya hisoblanadi.
Ushbu turdagi o'zgarishlarga nisbatan tizim barqarorligi quyidagicha. Tizimga kichik miqdorda kiritilgan yangi komponentlar uning komponentlari o'rtasida yangi reaktsiyalar tarmog'ining paydo bo'lishiga olib keladi. Yangi reaktsiyalar tarmog'i tizimning qadimgi usuli bilan raqobatlasha boshlaydi. tizimi yangi birliklar bosqiniga qarshi tizimli ravishda barqaror bo'lsa, yangi operatsion rejimi o'rnatiladi emas, va yangi birlik o'zlarini halok bo'ldi. (Yangi birlik tez qayta va ular vafot oldin tizimi "qatnashdi" uchun vaqt kerak bo'lsa, masalan) tarkibiy tebranishlari muvaffaqiyatli "ildiz otadi" ketsangiz, bas, butun tizim bir yangi rejimida bilan qayta etilmoqda: uning faoliyati yangi "sintaksisi» bilan mos keladi.
charchoq Evolyutsiya nazariyasi muhim voqealar makroskopik va mikroskopik tuzilmalari o'rtasida geribildirim natijasida yuzaga kelgan bo'ladi: makroskopik tuzilmalar, mikroskopik voqealardan kelib, o'z navbatida, bor mikroskopik mexanizmlar o'zgarishi olib keladi. Bunday o'zaro bog'liq jarayonlar juda murakkab vaziyatlarni keltirib chiqaradi va bu holat ularni modellashtirishga kirishayotganda tan olinishi kerak.
Akademik R.A.Mo'minov guruhi
Professor R.Mo'minov guruhining tadqiqotlaridagi asosiy yo'nalishlar:
Akademik R.Mo'minov guruhining ilmiy tadqiqot ishlarining asosiy yo'nalishi bo'lib, turli funktsional maqsadlarda asbob-yaro o'tkazgichli tuzilmalarni yaratishning asosiy printsiplari Yarıiletken fizikada quyidagi muammolarni hal qilishga qaratilgan:
Bir model ishlab chiqilgan va igna-o'xshash geometriyasiga ega bo'lgan va funktsional ravishda pn birikmasi bo'lgan yangi kontakt strukturasining to'liq nazariyasi (ya'ni nano-o'lchovli "pn birikmasi" nazariyasi ishlab chiqildi).
Yuqori termal o'tkazuvchanlikka ega GaP substratlariga asoslangan GaAs / AlGaAs heterofotokonvertor ishlab chiqildi. Ushbu heteroprotein konverteri passiv issiqlik qabul qilgichida Ks = 1 ... 100 Quyosh nurlanishining kontsentratsiyasi doirasida ishlaydi.
Kremniyli tekis kristalli plitalar yuzasida kremniy atomlariga asoslangan nano-inkluziyalarni shakllantirish uchun texnologiya taklif etiladi. Ushbu struktura an'anaviy silikon fotokonvertorga nisbatan keng spektrli sezuvchanlikka ega.
Yarimo'tkazgichli tayanch va uning yuzasida nano-inklüzyonlardan tashkil topgan, asosan, yangi kontakt tuzilmalarida kosmik zaryadlanadigan mintaqaning shakllanishini tasvirlaydigan nazariy model ishlab chiqildi. Yangi kontaktning o'ziga xos xususiyati nano-inklüzyonlarning elektr quvvati bilan butunlay aniqlanadi. Shottki to'siqlari, uzluksiz p - n kavşakları va heterojenik xususiyatlariga o'xshash aloqa xususiyatlaridan yangi tuzilish turi, ham tuzilish va ham uzunlik o'rtasidagi xususiyatlar o'rtasida farq bor.
Belgilangan diffraktsion grating shaklida difraktsion kontsentratsiyani shakllantirish uchun jismoniy optimal sharoitlar aniqlanadi. Quyosh xujayralarining gallium arsenidi heterostrukturalari asosida konsentratsion tizim sifatida foydalanish xususiyatlari o'rganildi. Qizilo'ngach va gologramma kontsentratlardan foydalanish juda samarali ekanligi va ular uchun quyoshni avtomatlashtirilgan kuzatuv tizimiga ehtiyoj yo'qligi ko'rsatilgan. Bularning hammasi gallium arsenidli quyosh kameralarini keng qo'llash uchun yangi yondashuvlarni yaratadi.
Yarimo'tkazgichli tayanch va uning yuzasida nano-inklüzyonlardan tashkil topgan, asosan, yangi kontakt strukturalarida kosmik zaryad hududini shakllantirish uchun nazariya qurildi va mexanizm yaratildi.
Yarimo'tkazgichli tayanch va unga kiritilgan nanotexnik birikmalardan tashkil topgan, yangi kontakt tuzilmalarida kosmik zaryad hududini shakllantirish uchun nazariy model ishlab chiqildi.
Shottki to'siqlari, uzluksiz pn-kavşakları va heterojenlik karakteristiğine o'xshash aloqa fenomenlerine ko'ra, yangi aloqa turi xususiyatlarining farqlari ham tuzilishi va uzunligi bilan aniqlanadi.
Quyosh nurlarining keng infraqizil doirasidagi samarali fototransformatsiyani ta'minlovchi yangi kontakt strukturasining nazariy modeli ishlab chiqildi. Infraqizil nurlanishning samarali assimilyatsiya qilinishi, kosmik zaryadlanadigan mintaqaning uzayishi tufayli yuzaga kelishi mumkin, bu substratga bevosita ko'plab nanometrli pn birikmalarini hosil qilish orqali ta'minlanadi.
Silikon oksidi SiO2 ning dielektrik matritsasida nanokristalli silikon birikmalarini (nc-Si) shakllantirish usullari o'rganildi. Kremniyli quyosh pillerining samaradorligini oshirish maqsadida silikon yuzasida nc-Si ni yaratish usuli tanlandi.
Kremniyli gofret yuzasida aşındırıcı gözeneklerin shakllanishi mexanizmlari, aşındırma usullari va usullari, rivojlangan kremniy sirtini yanada doping qilish uchun, ya'ni pn birlashmasini tashkil qilish uchun ko'zning va topologiyaning aniq kontsentratsiyasini yaratish uchun o'rganiladi.
Rivojlangan kremniyli sirtda parallel manbalardan diffuziya bilan nc-Si pp SiO2 hosil bo'lish ehtimoli tekshiriladi. Pn birikmasining elektr xususiyatlariga taqsimlanish va taqsimlanishining ta'siri o'rganiladi va issiqlik bilan ishlov berish sharoitlariga qarab optik va elektr parametrlarini nazorat qilish imkoniyati ko'rsatiladi.
Kompyuter simulyatsiyasi nc-Si-SiO2 tizimining optik va elektr xususiyatlarini o'rganib chiqdi. Gözenekli kremniyenin samarali optik sabitlerinin, gözeneklerin konsantrasyonu va topolojisine kuchli bog'liq ekanligi belgilangan. Bunday munosabatlar quyosh xujayralari uchun samarali aksil-yansıtıcı qoplamalar yaratishga imkon beradi.
Yarimo'tkazgichning nanostrukturaviy yuza ishlovi va nol o'lchamli nanoindustriyalarning boshqa bir hil yarimo'tkazgich materialidan biriktirilishi kvant nuqtalarining (QDs) paydo bo'lishiga, ya'ni 10 ÷ 40 nm gacha bo'lgan nano-inklüzyonlara olib keladi. Ushbu nano-inklüzyonlar kvant nuqtalari sifatida belgilanadi, chunki ularning energiya spektri bir atomning zichligiga o'xshash bir qator diskret darajadan iborat. FP ning sezgir yuzasida yuqori konsentratsiyali kvant nuqtalari quyosh radiatsiyasini elektr energiyasiga aylantirish jarayonida qo'shimcha d juftlarining qo'shimcha kontsentratsiyasining paydo bo'lishiga yordam beradi.
Quyosh konvertatsiyasining samaradorligini oshirish muammolarining hozirgi holati to'g'risida ilmiy nashrlarni tahlil qilish.
Quyosh va issiqlik energiyasini quyosh va issiqlik elektr energiyasini ishlatuvchi elektr energiyasiga aylantirishning samaradorligini oshirish muammolarining hozirgi holati to'g'risida ilmiy nashrlarni tahlil qilish amalga oshirildi.
Quyosh energiyasini elektr va issiqlik energiyasiga aylantirish samaradorligini oshirish sohasida foto-va termoelektrik konvertorlarni foto-energiyadan keng foydalanishni, shuningdek, ishlab chiqarish texnologiyasini ob'yektlar, silikon asosidagi quyosh kameralari va bizmut tizimlariga asoslangan termoelektrik konstruktsiyalar sifatida qo'llashni hisobga olgan holda keyingi tadqiqotlar uchun foydalanildi -tolur.
Quyosh energiyasi va termoelementlardan iborat quyosh nurlanishini konversiyalash uchun estrodiol qurilma loyihasi taklif etilmoqda. Kristalli silikondan fotovoltaik kameralar va bizmut-tokulyar tizimining termoelementlari asosida estrodiol montaj parametrlarini o'lchash natijalari taqdim etildi. Birgalikda o'rnatish quyosh nurlanishining konvertatsiya qilish samaradorligini 5% ga oshiradi va bunday qurilmalar juda issiq iqlimli mamlakatlarda ishlashi mumkinligi ko'rsatilgan.
Kombinatsiyalangan tizimning laboratoriya namunasi - fototransversator, silikon SC va termogelstik konvertorga asosan termostatik transformatorlar ishlab chiqarildi va ishlab chiqarildi. Fotovoltaik batareya bilan solishtirganda estrodiol tizimning samaradorligini 5% ga oshirish imkoniyati ko'rsatilgan.
Akademik R.Mo'minov guruhining tadqiqotlari asosiy yo'nalishi bo'lib, turli funktsional maqsadlarga ega bo'lgan yarimo'tkazgichli qurilmalarni yaratishning amaliy asoslari yarim o'tkazgich fizikasining quyidagi masalalarini hal qilishga qaratilgan:
Tadqiqot va texnologik ishlarning natijasi sifatida Si (Li) p-i-n strukturalari asosida 8, 16 va 32 chiziqlar bo'lgan katta o'lchamli (D ~ 100 ÷ 120 mm va Vt> 1,5 mm) yarimo'tkazgichlarning koordinataga sezgir detektorlarini ishlab chiqarish usuli ishlab chiqildi.
Katta hajmli Si (Li) detektorlari asosida (S = 50 sm2, Wi = 2 mm) universal plyonka o'rnatishni laboratoriya rejasi ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan.
Radon radiometrining laboratoriya tartibi radon-222 volumetrik samaradorligini (OA) va yashash joylari va ish xonalari havosida, shuningdek ochiq havoda 216Po (THA) parchalanish sonini o'lchash uchun ishlab chiqilgan va ishlab chiqarilgan.
Ko'p maqsadli termoelektrik generator (MTEG) elektr energiyasiga issiqlik energiyasini to'g'ridan-to'g'ri konvertatsiya qilish (yog'ochli pechka, bug 'energiyasi, gaz va dizel yoqilg'i, issiqlik energiyasi, gaz va dizel yoqilg'isi, shuningdek, quyosh issiqligida ishlab chiqariladigan issiqlik) uchun mo'ljallangan. . MTEG, avtoulovni, sirkulyar nasoslarni va boshqalarni) favqulodda yoritish, batareyani zaryadlash (avtomobil, mobil telefon, video kamera, noutbuk va boshqalar) uzluksiz elektr ta'minoti, xavfsizlik va yong'in signalizatsiya tizimlarini elektr ta'minoti, TV, kompyuter, audio va boshqalar.
Ko'p kanalli termal ro'yxatga olish apparati (MTRU) uzoq masofaga o'lchash uchun sakkiz ball masofani o'lchash uchun mo'ljallangan, so'ngra o'lchash natijalarini kompyuterga va MMS kartasiga yozib olish va saqlash. MTRU ishlab chiqarishda va nazorat qilish, ro'yxatga olish jarayoni va avtomatik haroratni nazorat qilish zarur bo'lgan laboratoriyalarda ishlash uchun mo'ljallangan.