Теоретично й експериментально обгрунтовано можливості створення високоефективного болометричного високотемпературного надпровідника (ВТНП) багатоелементного перетворювача інфрачервоного (ІЧ) зображення з безелектродним поелементним виділенням інформації. Запропоновано та обгрунтовано організацію поелементного зчитування інформації у широкоформатній ВТНП болометричній структурі, яка б дозволила уникнути формування великої кількості електричних з'єднань з комутатором, для чого досліджено можливості формування та переміщення на її приймальній площині локальних областей, чутливих до зовнішнього випромінювання, за допомогою лазерного зонда. Теоретично оцінено граничну чутливість та просторове розрізнення ВТНП багатоелементного перетворювача ІЧ зображення з формуванням окремих елементів за допомогою лазерного зонда та дослідити фактори, які обмежують ці параметри, а також оптимізувати енергетичні та часові параметри лазерного зонда. Досліджено надпровідні властивості та шумові характеристики найбільш підходящих ВТНП матеріалів з точки зору болометричних використань та оптимізовано технологію формування приймальних структур на їх основі з метою створення діючих зразків перетворювача ІЧ зображення. Наведено методики, вимірювальні установки та проведено експериментальне дослідження детектуючих властивостей такого перетворювача ІЧ зображення.

  Скачати повний текст

На підставі спектрально-кінетичних досліджень люмінесценції чистих та активованих галоїдних сполук визначено ряд особливостей процесів релаксації високоенергетичного збудження за участю остовних дірок. Виявлено взаємодію остовних дірок з поверхневими дефектами та електронними домішковими станами, розташованими вище вершини валентної зони кристала.

  Скачати повний текст

Вперше виявлено виникнення в люмінесцентних спектрах нових радіаційно-індукованих смуг, пов'язаних із процесами випромінювальної рекомбінації за участю більш глибоких центрів, не характерних для неопроміненого матеріалу. Визначено, що вказівні радіаційно-індуковані смуги визначаються центрами люмінесценції, подібними за типом до вихідних люмінесцентних центрів. Виявлено підвищену стабільність вказаних параметрів під дією радіації, у порівнянні з відповідними вихідними.

  Скачати повний текст

Розв'язано задачу підвищення просторової роздільної здатності іонних мікрозондів з енергією від одного до 10 МеВ і струмом іонних мікрозондів з енергією від одного до 10 МеВ і струмом близько 100 пкА. Розглянуто процеси формування іонних зондів. Розвинуто модель, яка описує нелінійну динаміку пучка заряджених частинок у зондоформувальних системах магнітних і електростатичних квадрупольних лінз, ця модель враховує всі власні та паразитні аберації до третього порядку включно. Визначено межову роздільну здатність мультиплетів магнітних квадрупольних лінз з урахуванням паразитних компонент поля у наближенні рівномірного розподілу частинок пучка у почаковому фазовому об'ємі. Уперше розглянуто вплив збільшення кількості лінз на роздільну здатність. Визначено межово допустимі паразитні компоненти поля даних лінз, коли їх внесок до уширення пучків на мішені є значно меншим від впливу власних аберацій, що дозволило визначити вимоги стосовно допусків виготовлення магнітопроводів лінз. Уперше показано наявність оптимуму робочої відстані та відстані між прямокутними об'єктним і кутовим коліматорами, коли система формує пучок з максимальною густиною струму.

  Скачати повний текст

Обгрунтовано вибір даних сполук як матеріалу для ефективних детекторів іонізуючого випромінювання. Проведено комплексне дослідження детекторів з CdTe та CdZnTe, вивчено їх електрофізичні, дозиметричні та радіаційні характеристики. Для корекції енергетичної залежності детекторів розраховано різні конструкції детектор - поглинаючий фільтр. Проведено дослідження радіаційної стійкості детекторів. Показано, що радіаційна деградація детекторів з CdZnTe відбувається за значно більшої поглинаючої дози, ніж для CdTe. .

  Скачати повний текст

Доведено, що неоднорідний, монотонно спадаючий розподіл виходу світла сцинтиляцій від одного торця довгомірного кристалу до іншого дозволяє створювати координатно-чутливі сцинтиляційні детектори. Установлено, що відтворення лінійного й експоненціального спадання світлового виходу вздовж детектора забезпечується за спеціальних умов збирання світла в сцинтиляторах, які визначаються структурною та оптичною досконалостями кристалів. Доведено, що координатне розділення позиційно-чутливих детекторів визначається енергетичним розділенням сцинтилятора та величиною неоднорідності розподілу світлового виходу вздовж детектора. Установлено, що у явному вигляді воно не залежить від відношення довжини кристала до величини його поперечного перетину. Визначено оптимальні умови існування позиційної чутливості у детекторах на основі монокристалу CsI(Tl). Вони відповідають відношенням довжини кристалу до величини його поперечного перетину від дев'яти до чотирнадцяти, постійним значенням величин енергетичного розділення та перепаду світлового виходу вздовж сцинтилятора від 100 % до 58 %. Установлено, що вплив на кристал механічних напруг зумовлює зміни параметрів позиційної чутливості. Визначено критичні умови пластичної деформації, перевищення яких виключає можливість існування позиційної чутливості. Визначено межі оптимальних значень концентрації активатора й однорідності його розподілу в монокристалах CsI(Tl) для досягнення відтворюваних умов заданого збирання світла у сцинтиляторах за відношення їх довжини до поперечного перетину в межах від дев'яти до десяти. Показано, що залежність "світловий вихід - концентрація активатора" становить від 0,092 до 0,114 ваг %, що менше типових значень для CsI(Tl), які використовуються у детекторах для спектрометрії радіації.

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

  Скачати повний текст

Досліджено взаємозв'язок явища екзоемісії електронів і електронних релаксацій радіаційних дефектів. Проведено теоретичні дослідження термостимулювальної екзоемісії, зумовленої процесами рекомбінаційного відпалу комплементарних центрів забарвлення радіаційно опромінених кристалів CsBr і CsI. У рамках побудованої Оже-подібної рекомбінаційної моделі явища розраховано концентрації екзоемісійно-активних центрів і показано тотожність цих центрів та електронних F-центрів забарвлення. Розраховано ряд кінетичних параметрів процесів (енергію активації, частотний фактор, ефективний перетин рекомбінацій), а одержані їх значення підтверджують рекомбінаційну природу явища екзоемісії. В одноелектронному наближені механізму рекомбінації дефектів для CsBr і CsI розраховано енергетичні спектри народжених екзоелектронів. Одержано характеристики цих спектрів, а також величину ймовірності подолання поверхневого енергетичного бар'єра екзоелектронами. Проведено модельні оцінки глибини виходу екзоелектронів, народжених у результаті екзореакцій, з урахуванням енергетичних втрат під час розсіяння на фононах та дефектах. Зроблено оцінки товщини екзоемісійно-активного приповерхневого скін-шару кристалу CsBr і показано ефективність екзоемісійного методу для дефектоскопії поверхні та тонких приповерхневих шарів. Розглянуто загасання струму ізотермічної екзоемісії, зумовленої тунелями та термоактивованими рекомбінаціями, за кімнатної температури. Шляхом формального аналізу експериментальних кривих загасання підтверджено другий порядок кінетики явища. Установлено, що термоактивовані рекомбінаційні комплементарні пари центрів забарвлення відіграють визначальну роль у формуванні струму ізотермічної екзоемісії. Розраховано екзоемісійну чутливість кристалу CsBr до ультрафіолетового випромінювання та доведено перспективність його застосування у скін-дозиметрії.

  Скачати повний текст

Установлено механізми впливу ефектів вібронних взаємодій на енергетичні рівні активованих іонів у багатокомпонентних галоїдних кристалах. Показано, що особливості люмінесценції активованих іонів у даних кристалах зумовлюються впливом ефекту Яна - Теллера та нееквівалентним розміщенням іонів активатора у кристалічній матриці.

  Скачати повний текст

Проведено дослідження та здійснено практичне використання закономірностей впливу компенсації, яка змінювалась за рахунок стехіометрії або опромінення різними видами радіації, на електричні оптичні та спектрометричні характеристики ряду бінарних та атомарних напівпровідників і сенсорів на їх основі. На підставі результатів дослідження сильнолегованих і компенсованих власними дефектами монокристалів CdTe виявлено всі закономірності, передбачені теорією, і показано, що дані кристали можна використовувати як модель аморфного напіпровідника.

  Скачати повний текст

Уперше кількісно описано спостережуваний спектральний розподіл фотоелектричної квантової ефективності тонкоплівкової гетероструктури CdS/CdTe з урахуванням дрейфової та дифузійної складової фотоструму, рекомбінаційних втрат на межах поділу та в області просторового заряду. З'ясовано вплив параметрів поглинаючого шару (його товщини, часу життя носіїв заряду, швидкості поверхнової рекомбінації, концентрації некомпенсованих домішок) у їх комплексі на струм короткого замикання тонкоплівкової гетероструктури CdS/CdTe. На основі генераційно-рекомбінаційного механізму переносу заряду, доповненого надбар'єрним струмом неосновних носії за підвищених напруг, знайдено залежності напруги розімкненого кола та коефіцієнта корисної дії сонячного елемента CdS/CdTe від параметрів діодної структури. Уперше з'ясовано можливості застосування тонкоплівкових бар'єрних структур на основі CdS/CdTe в детекторах з прямим перетворенням X-променевого зображення в електричні сигнали. Визначено механізми процесів, що визначають темновий струм і спектральний розподіл детектуючої ефективності в таких пристроях.

  Скачати повний текст

Показано, що вибивання збуджених частинок здійснюється, в основному, за рахунок двох типів процесів: розвитку каскаду зіткнень і кратних зіткнень іона, що налітає, з поверхневими атомами мішені. Показано, що за іонного бомбардування хімічних сполук і сплавів з'являється додатковий по відношенню до чистого металу канал утворення збуджених частинок, пов'язаний з розривом міжатомного зв'язку. Встановлено, що кінцевий збуджений стан розпиленої частинки визначається як резонансними процесами взаємодії між частинкою та поверхнею, та процесами, що відбуваються всередині самої частинки.

  Скачати повний текст

Досліджено процеси іонного розпилення твердих тіл у широкому інтервалі енергій первинних іонів методом мас-спектрометрії вторинних нейтральних частинок. Із цією метою створено установку для мас-спектрометричного аналізу розпилених нейтралей, що дозволяє працювати у діапазоні енергій первинних іонів до 170 кеВ, та розроблено відповідні методики досліджень. Запропоновано методику обчислення коефіцієнта трансмісії іонно-оптичної системи монопольного мас-аналізатора з енергофільтром як функції енергії іонів. Методом комп'ютерного моделювання траєкторій електронів та іонів у системі аналізу розпилених частинок визначено оптимальні потенціали іонно-оптичних елементів системи, що забезпечують максимальну чутливість установки, для кожного із трьох режимів роботи. Проведено дослідження емісії нейтральних кластерів міді, а також процесу переважного розпилення ізотопів молібдену під час бомбардування поверхні іонами аргону в діапазоні енергій від 30 до 170 кеВ.

  Скачати повний текст

Розроблено нові й удосконалено існуючі апаратні та програмні методи та засоби опрацювання вихідних сигналів дозиметричних детекторів (ДД), які дозволяють істотно покращити метрологічні характеристики дозиметричних пристроїв (ДП). Доведено можливість ефективного використання число-імпульсних функціональних перетворювачів для побудови універсального цифрового інтенсиметра з масштабуванням вимірюваних величин і компенсацією мертвого часу ДД. Вирішено завдання вибору параметрів ДД і засобів опрацювання їх вихідних сигналів у разі розширення діапазону вимірювання потужності експозиційної дози (ПЕД) з використанням додаткового низькочутливого ДД. Удосконалено метод розширення динамічного діапазону ДП шляхом відновлення вихідного імпульсного потоку ДД з нормуванням їх мертвого часу. Проаналізовано результати використання методу залежної лічби, адаптованого для вимірювання ПЕД. Запропоновано новий алгоритм роботи пошукових ДП з блоками детектування низької чутливості. Визначено статистичні характеристики імпульсного потоку на виході ДД з урахуванням його мертвого часу, що дозволяє проектувати ДП з заданими характеристиками за мікропроцесорної корекції результатів вимірювання ПЕД. Результати наукового дослідження використано у процесі розробки ДП різного призначення.

  Скачати повний текст

Створено моделі об'єктів, що проектуються, - нейроутворюючої мішені, тракту формування потоку нейтронів та позиційно-чуттєвих детекторів нейтронографічного зображення. Запропоновано метод оцінювання характеристик стрип-детекторів, який базується на контролі еквівалентного шумового заряду. Розвинуто методику розрахунку полоскових структур модулів багатоканальних напівпровідникових детекторів, яка передбачає застосування варіаційного числення. Сформульовано та досліджено функцію цілі та систему обмежень під час проектування нейтроноутворюючої мішені та тракту транспортування потоку нейтронів до об'єкта досліджень. Показано, що максимальне значення такої функції цілі забезпечується у разі використання методу спрямованого пошуку та методу статистичних випробувань. Досліджено питання стосовно врахування взаємного впливу елементів позиційно-чутливого детектору нейтронографічного зображення, що дозволило одержати функцію цілі під час його проектування в аналітичному вигляді й оптимізувати просторову точність пристрою.

  Скачати повний текст

Розроблено фізичну та математичну модель процесів, що відбуваються в напівпровідникових детекторах під час взаємодії з gamma-випромінюванням. Проаналізовано, що введення фактора захоплення до залежності ширини піка повного поглинання від енергії gamma-випромінювання дозволило одержати кількісний збіг розрахованих і виміряних амплітудних спектрів CdTe (CdZnTe) детекторів як в області переважання фотоефекту, так і в області домінування комптонівського розсіяння. Розроблено методику відновлення функцій відгуку CdTe (CdZnTe) детекторів за умов значних рівнів теплових шумів і флуктуацій захоплення заряду. Визначено межові рівні еквівалентного шумового заряду в приладах для спектрометрії та дозиметрії gamma-випромінювання, де використовується CdTe (CdZnTe) детектори. Розроблено методику визначення параметрів переносу носіїв заряду в високоомних детекторах без порушення їх працездатності.

  Скачати повний текст

Досліджено структурні особливості, оптичних і люмінесцентних параметрів, міцнісних характеристик монокристалів боратів острівного, ланцюжкового, шаруватого та каркасного типів. Встановлено системи спайності та переважного розповсюдження трішин. Вивчено природу руйнування та визначено слабкі місця в атомній будові монокристалів боратів різних структурних типів. Визначено системи ковзання в кристалах острівного та каркасного типів, встановлено кристалографічну природу пластичності. Показано, що механізм пластичної деформації за температур, які близькі до плавильних, дислокаційний. Визначено природу радіаційно-індукованих точкових дефектів в монокристалах боратів різних структурних типів. Розроблено моделі стабільних радіаційно-стимульованих електронних і дірочних центрів захоплення, а також моделі активаторних центрів, утворених рідкісноземельними елементами в решітках боратів. Запропоновано механізм створення стійких радіаційно-індукованих френкелівських пар у катіонній підрешітці.

  Скачати повний текст

Вперше методом малокутового розсіяння нейтронів досліджено вплив домішок електроліту на структурний перехід міцелярна колоїдна система - суспензія з кристалітами в рідинній системі з катіонною поверхнево-активними речовинами (ПАР). Показано, що у разі додавання домішок солі в рідинну систему з катіонною ПАР нахил лінії співіснування фаз міцелярна рідинна система-суспензія з кристалами зберігається не залежно від концентрації домішок солі в системі. Встановлено, що лінія фазової рівноваги зміщується в бік більших температур і менших тисків у разі додавання домішок солі в систему.

  Скачати повний текст

Розглянуто питання оптимізації методів отримання полістирольних композицій як сцинтиляторів у детекторах іонізуючого випромінювання. Досліджено радіолюмінісцентні полістирольні композиції, виготовлені згідно методам полімеризації у масі та лиття під тиском. Визначено вплив технологічних режимів отримання полістирольних композицій на їх сцинтиляційні характеристики. За допомогою методу прискорених випробувань проаналізовано вплив термо- і радіаційного старіння на характеристики композицій. Встановлено оптимальні умови використання полістирольних композицій: прогнозний термін використання, допустиму дозу і потужність дози опромінення. Запропоновано оптимальні технологічні режими виготовлення полістирольних композицій з високими сцинтиляційними характеристиками. Розроблено оптимальні режими виготовлення композицій полімеризацією у масі та литтям під тиском, які дозволили виготовити сцинтилятори, що перевищують за основними характеристиками кращі закордонні аналоги.

  Скачати повний текст