С помощью разработанного метода измерения тока фотоэмиссии вакуумных диодов в скрещенных электрическом и магнитном полях определены энергетические и угловые функции распределения электронов, эмитированных в вакуум из арсенида галлия, активированного цезием и кислородом до состояния отрицательного электронного сродства. На фотокатодах с улучшенной гладкостью поверхности впервые экспериментально наблюдался эффект преломления медленных термализованных фотоэлектронов, эмитированных в вакуум из p-GaAs(Cs,O) в баллистическом режиме без рассеяния компоненты квазиимпульса параллельной поверхности. Эффект преломления вызван скачком эффективной массы электронов на границе раздела полупроводник-вакуум и проявляет себя в виде необычайно узкого углового распределения электронов. Этот результат важен для практических применений GaAs-фотокатодов в фотоприемниках с пространственным разрешением и электронных пушках для научных исследований.

Предложен способ изготовления высокочастотных (гетеродинных) планарных n⁺-p фотодиодов на диапазон 8-12 мкм на основе гетероэпитаксиальных структур, содержащих варизонные слои Cd_xHg_1-xTe и тонкий узкозонныйц высокопроводящий слой. Проведенный анализ влияния узкозонного слоя показал, что его наличие приводит к существенному снижению последовательного сопротивления R_s базы фотодиода, а эффект возможного снижения чувствительности устраняется повышенным содержанием кадмия на границе узкозонного и рабочего слоя.

Рис.3. Типичный профиль состава по глубине МЛЭ слоев КРТ, используемых для изготовления фотодиодов с низким последовательным сопротивлением Rs.

Изготовлены фотодиоды с длинноволновой границей фоточувствительности в области 8-12 мкм с низким последовательным сопротивлением, имеющие высокие пороговые параметры как для прямого, так и для гетеродинного методов приема.

Проведены сравнительные испытания на высокой частоте (до 40 МГц) при прямом детектировании и на частоте 11,3 МГц при гетеродинном приеме. Испытания показали, что изготовленные нами фотодиоды на варизонных эпитаксиальных слоях КРТ при гетеродинном приеме не уступают по пороговым характеристикам фотоприемникам, изготовленным на объемном КРТ, а при прямом детектировании на высоких частотах обеспечивают более высокие пороговые характеристики.

Целью работы является создание неохлаждаемых матричных микроболометрических приемников размерностью 320х320 элементов для малогабаритного тепловизионного прибора индивидуального применения с температурным разрешением 0,05-0,08К тепловых объектов, излучающих в диапазоне длин волн 8≤λ≤14 μm. В настоящее время разработана технология изготовления и исследованы одиночные микроболометры с высокой чувствительностью (2,5·10⁵ В/Вт). Показано, что методами золь-гель техно-логии возможно создание слоев окислов ванадия с требуемым сопротивлением, температурным коэффициентом и малыми фликкер шумами. Изготовлены макеты микроболометрической матрицы с шагом 55 мкм, размерностью 64х64 элемента. На рис. 2 приведены микрофотографии отдельного микроболомет-рического приемника (МБП) и фрагмента матрицы (фрагмент матрицы приведен при различном увеличении).

Рис. 2. Микроболометрическая матрица при различном увеличении: а - сторона квадрата микрофотографии 800 мкм, б - 40 мкм.

Основные параметры конструкции МБП: размер 50х50мкм, ширина несущей нитридной балки МБП - 3мкм, ширина металлической шины, проходящей по несущей балке - 1,5мкм, зазор зеркало - теплочувствительный элемент 2,5 мкм.

Изучено движение электронов в изогнутой и/или скрученной квантовой проволоке. Получен эффективный нерелятивистский адиабатический гамильтониан для движения электронов вдоль проволоки с сохранением поперечных квантовых чисел. Показано, что кривизна и кручение проволоки приводят к специфическому спин-орбитальному взаимодействию и построен соответствующий гамильтониан. При выводе одномерных гамильтонианов предполагалось, что:

Были изучены частные случаи прямолинейной скрученной квантовой проволоки с некруговым поперечным сечением и криволинейной квантовой проволоки на плоскости. Рассмотрены различные модели поперечного потенциала, ограничивающего движение электронов. В частности, найдены коэффициенты эффективного гамильтониана для квантовых проволок прямоугольного и кругового сечения с жесткими стенками, а также проволок с параболическим потенциалом.