Разработка управляемых жидкокристаллических (ЖК) линз является перспективной и многообещающей для большого числа применений, например, для систем визуализации, пико- проекторов, систем оптического зума, офтальмологии, и др. Особого внимания заслуживает разработка поляризационно-независимых ЖК линз, так как позволяет исключить из прикладных устройств поляризаторы, которые снижают эффективность прохождения света сквозь оптические системы. Разработаны ориентирующие бензальдегидные фоточувствительные материалы, способные изменять углы преднаклона нематических жидких кристаллов от 90 до 0 º контролируемым образом под действием ультрафиолетового (УФ) экспонирующего излучения. Генерация анизотропии бензальдегидных ориентирующих слоев осуществлялась путем двухстадийной обработки, состоящей из однородного натирания тканью и последующего неполяризационного УФ экспонирования. Неоднородное УФ облучение однородно натертых тканью ориентирующих слоев позволяет сформировать градиент показателя преломления внутри ЖК ячейки. Продемонстрирован принцип изготовления управляемых поляризационно-независимых самосовмещенных ЖК линз на основе градиентных ориентирующих материалов с различным порогом фоточувствительности. Самосовмещение двух поляризационно-зависимых суб-линз обеспечивается благодаря простому единичному акту УФ экспонирования двух ориентирующих слоев, которые располагались по обе стороны одной стеклянной подложки, формируя общую оптическую ось поляризационно-независимых ЖК линз. Независимость от поляризации ЖК линз достигалась путем задания азимутального направления натирания ориентирующих слоев двух поляризационно-зависимых ЖК линз перпендикулярными друг другу. Ячейки суб-линз характеризовались однородным зазором, а их управление осуществлялось независимым образом с использованием низких управляющих напряжений. Устройства, изготавливаемые на основе градиентных бензальдегидных ориентирующих материалов, могут быть использованы в различных современных оптических и фотонных устройствах.

В известной дисплейной ячейке с нематическим жидким кристаллом (НЖК) и встречно- штыревыми электродами на одной из стеклянных подложек реализуется режим переключения «In-Plane Switching» (IPS), при котором главная оптическая ось НЖК переориентируется в параллельной подложкам плоскости, обеспечивая наиболее корректную цветопередачу при разных углах обзора, вплоть до 178 ° пo горизонтали и вертикали. К сожалению, создание гребенки металлических электродов усложняет и удорожает технологический процесс и вызывает ухудшение контрастности изображения. В то же время экспериментальные результаты и расчеты, основанные на классической электрооптике кристаллов, свидетельствуют, что электрооптическое переключение в режиме IPS является естественной и неотъемлемой особенностью обычной (со сплошными электродами) дисплейной ячейки с планарно-ориентированным слоем сегнетоэлектрического жидкого кристалла (СЖК), в котором реализуется эффект деформированной электрическим полем спиральной наноструктуры СЖК (DHF-эффект). В такой ячейке переориентация главной оптической оси под воздействием слабого электрического поля тоже происходит в плоскости подложек, если СЖК имеет малый шаг (около 100 нм и менее) и большой угол наклона молекул в слое (около 38 ° и более). Измеренные в данной работе зависимости коэффициента пропускания света СЖК-ячейкой подтвердили достижение электрооптического режима IPS в ячейке DHF СЖК, причем частота модуляции света составила 1 кГц. Таким образом, при сохранении всех достоинств IPS-режима, известных в НЖК, реализация его в СЖК позволяет дополнительно получить технологические преимущества и многократный выигрыш в частоте модуляции.

The dependence of the helical pitch of a cholesteric liquid crystal based on a composite photosensitive chiral dopant (cChD) on the intensity of light irradiation was studied. The transmission spectra and the selective reflection spectra of cholesteric liquid crystal cells were measured. The concentration of the cChD additive is calculated, so that the peak of selective reflection and its rearrangement occurs in the visible range of the electromagnetic radiation spectrum (380-780 nm). The possibility of photo-control by shifting the peak of the selective reflection of the cChD additive was studied, when exposed to LEDs with wavelengths of 365 nm and 450 nm, while reducing or increasing the intensity, a change in the spiral pitch was observed. Depending on the light intensity, part of the molecules of the chiral additive containing the azo group underwent isomerization, i.e. molecules in the trans-form passed to the cis-form, which led to a spectral shift of the selective reflection peak. If a small intensity of the 365 nm LED was applied, then some of the molecules were forced to transition from the trans- to the cis-form, and then, when illuminated with a 450 nm LED, from the cisto the trans-form. After reversible rearrangement, the properties of cholesteric liquid crystal changes due to interaction with light, because under the influence of light, the equilibrium ratio of the trans- and cis-isomers of the molecules of the substance changed, which macroscopically changed the torsion force of the chiral additive. Using two LEDs of 365 nm and 450 nm with different emission spectra, a reversible control of the cChD selective reflection peak in the visible range was obtained. The maximum displacement occurred at approximately 145 nm.

The object of research is liquid crystal materials of the nematic and smectic types containing modified nanoparticles of detonation diamonds, partially reduced graphene and nanoclay. The purpose of the work is the development of new functional materials with improved physicochemical and electro-optical characteristics. During the study, methods for chemical modification of the surface of nanoparticles were developed; the mesomorphic, dielectric and electro-optical properties of nematic and ferroelectric compositions, doped with modified nanomaterials are studied. It has been established that the effect of modified nanodiamonds on the mesomorphic, dielectric, and electro-optical properties of liquid crystals is large and depends on the size of these particles and the type of grafted functional groups. Small-sized diamond nanoparticles do not significantly affect the properties of liquid crystals. At the same time, conglomerates based on nanodiamonds with a diameter of about 50–100 nm can increase or decrease the dielectric anisotropy and the response time of liquid crystals by 1,5–2,5 times, depending on the polarity of the functional groups. It has been experimentally shown that the addition of a small amount of graphene flakes to nematic and ferroelectric liquid crystals can significantly improve the electro-optical response time (up to 2 times depending on concentration). There is a decrease in threshold (by 7–30 %) and saturation voltages (by 11–31 %). For ferroelectric liquid crystals, the addition of graphene leads to an increase in the tilt angle and a spontaneous polarization.

The relation between numerical values of photometric characteristics (total luminous flux TLF, correlated color temperature CCT, color rendering index CRI) of white light emitting diodes (LED) and the variation of the spectral shape of their radiation during aging has been investigated. All the measurements were made on internationally adopted test methods, taking into account environmental conditions, electrical parameters and evaluated measurement uncertainty. Every piece of test and measurement equipment has actual verification or calibration with traceability to national and international references. It was demonstrated that in the luminescence spectra consisting of the “blue” band around 450 nm originating from the semiconductor heterostructure, and the broad “yellow” band from luminophor, the last band is nonelementary and consists of at least two bands: the “green” one around 530 nm and the “orange” one around 580 nm. The most unstable “green” band has the highest impact on photometric characteristics. As a consequence, further investigation should be performed on how instability of elementary bands and its quantity will link not only with photometric characteristics, but with production conditions and material properties of LED heterostructure and luminophor itself. In particular, for improvement of the color stability of white LED, the parameters of luminophor forming the “green” band should be stabilized. А unified method for accelerated testing of LED products and method for long-time lifetime prediction shall be developed, taking into account not only depreciation of TLF, but also shift of other photometric and spectral characteristics of white LED.

Исследованы возможности улучшения качества топологического рисунка при экспонировании толстопленочных фоторезистов за счет равномерного облучения ультрафиолетовыми светодиодами. Осуществлено моделирование оптических характеристик светодиодного линейного ультрафиолетового модуля. Установлена возможность равномерного облучения фоторезиста большой площади при перемещении узкой равномерно светящейся области экспонирования. Исследованы распределения энергетической освещенности УФ светодиодного модуля установки экспонирования с регулируемым временем экспозиции. Приведены результаты экспериментального исследования разработанного светодиодного ультрафиолетового фотолитографического облучателя с регулируемым временем экспонирования.

В статье обсуждаются перспективы создания управляемых матриц автоэлектронных катодов на основе массивов столбиковых оксидных ниобиевых наноструктур для полевых эмиссионных дисплеев. Разработаны и исследованы геометрические модели автоэлектронных катодов и вакуумных элементов на их основе. Получены распределения электрического поля в вакуумном устройстве при различных расстояниях между катодом и анодом, приложенных напряжениях между ними, форме и микрогеометрии катодов. На основании результатов моделирования рассчитаны оптимальные геометрические параметры наноструктурированных автоэлектронных катодов и матриц на их основе. Разработан технологический маршрут изготовления матриц автоэлектронных катодов на основе массивов ниобиевых металлоксидных столбиковых наноструктур, формируемых электрохимическим анодированием тонкопленочной системы Al/Nb. Изготовлены образцы управляемых матриц автоэлектронных катодов и исследованы их вольт-амперные характеристики при межэлектродном зазоре 2, 5 и 10 мкм в различных электрических режимах при изменении напряженности электрического поля от 3 до 85 В/мкм. При 2 мкм зазоре между анодом и катодом эмиссия возникает при минимальных пороговых напряжениях, однако характеризуется ограниченными значениями токов. Увеличение межэлектродного зазора позволяет увеличить эмиссионные токи, однако при этом повышаются пороговые напряжения. В импульсном режиме достигаются большие значения эмиссионных токов. При зазоре 5 мкм между катодом и анодом пороговое напряжение составило 9,16 В, максимальные токи достигали 350 мкA при напряжении 22,5 В. В импульсном режиме эмиссия возникала при 11,06 В, максимальный ток достигал 1500 мкА при 40 В.

В статье представлена разработка технологии нанесения люминофорных покрытий регулируемой толщины с целью создания твердотельных радиолюминесцентных источников света (ТРИС). Технология ТРИС является альтернативой существующей в настоящее время технологии газонаполненных радиолюминесцентных источников света. Ключевая идея состоит в связывании целевого радионуклида в твердотельной матрице и совмещении ее с люминофором. Вследствие малой длины пробега бета-частиц трития в твердой матрице, технология люминофорных покрытий должна обеспечивать как можно более тесный контакт между люминофором и тритиевым бета-источником. Основными требованиями к люминофорным покрытиям в контексте создания ТРИС являются: прочность закрепления на подложке, равномерность нанесения, радиационная и температурная стойкость. Проведено сравнение различных способов нанесения люминофорных покрытий по их влиянию на рабочие характеристики (яркость и интенсивность) ТРИС. Разработана модифицированная методика осаждения люминофорного покрытия из суспензии в растворе жидкого калиевого стекла на основе золь-гель процесса. Экспериментальным путем установлен оптимальный состав раствора и получены образцы люминофорных покрытий различной толщины на стеклянных подложках. Толщина покрытия регулировалась массой люминофора в суспензии. Представленная методика позволяет осаждать равномерные люминофорные покрытия из суспензии без использования диспергаторов. Была определена оптимальная толщина люминофорного покрытия для достижания максимальной яркости в ТРИС, после чего были изготовлены экспериментальные образцы ТРИС с осаждением люминофорного экрана непосредственно на тритиевый бета-источник. Показано, что предлагаемая технология позволяет получить прочные и равномерные люминофорные покрытия и усовершенствовать технологию ТРИС.

Целью работы является разработка новой высокоэффективной светоизлучающей структуры (СИС) микродисплеев на основе органических светодиодов (ОСИД, OLED) для модернизации находящихся в серийном производстве микродисплеев МДО 02. Предполагается также использовать новую СИС в последующих разработках новых серий микродисплеев, включая зеленого цвета свечения. СИС, которая представляет набор слоев низкомолекулярных органических материалов, является частью светоизлучающей матрицы, конструктивно законченного элемента микродисплеев. Светоизлучающая матрица микродисплея МДО 02 содержит 800×3(RGB)×600 пикселей для полноцветного варианта и 800×600 пикселей для монохромного варианта. Микродсплей МДО 02 имеет следующие характеристики: номинальная яркость полноцветного свечения – 140 кд/м2, монохромного свечения – 560 кд/м2, неравномерность яркости – не более 15 %, контраст в относительных единицах не менее 100:1, потребляемая мощность – не более 450 мВт, наработка на отказ – не менее 5000 ч. Для улучшения этих характеристик предлагается использовать СИС, включающие материалы с термо-активированной замедленной флуоресценцией (ТАЗФ). Материалы с TAЗФ имеют гораздо более простую схему синтеза, расширенный выбор исходных компонентов и не нуждаются в дорогостоящих редких и редкоземельных металлах, которые используются для синтеза фосфоресцентных материалов. Из ряда СИС была выбрана структура с высокими световыми (внешний квантовый выход до 26,2 %) и электрическими параметрами, с описанным процессом синтеза допанта. Эта структура состоит из четырех органических слоев: дырочно-инжекционного, дырочно-транспортного, эмиссионного и электроно-транспортного. В качестве допанта для эмиссионного слоя использован материал aICTRZs на основе производных индокарбозола. Допант aICTRZs был синтезирован по предложенному методу синтеза. Характеристики такой структуры были оценены с помощью светодиода ITO / TAPC (30 нм) / TCTA (10 нм) / CBP (25 нм) / Bphen (30 нм) / LiF (0,5 нм) / Al (150 нм). Оптические характеристики такого светодиода хотя и не достигли заявленных значений, но показали вполне высокие результаты. В результате, такая СИС может быть использована в качестве начальной, и при ее дальнейшей доработке можно рассчитывать на стабильные и высокие результаты оптических и электрических характеристик микродисплеев.

Целью работы является разработка вакуумного технологического оборудования для напыления интерференционного просветляющего покрытия с последующим нанесением гидрофобного защитного слоя в едином вакуумном цикле. Для напыления интерференционного просветляющего покрытия используется метод магнетронного реактивного распыления в режиме переменного тока с частотой 20 кГц. Данный метод позволяет использовать широкий спектр распыляемых материалов и получать стабильные и качественные покрытия на различных подложках. Для определения оптических характеристик использовали спектрофотометр, которым оценивали коэффициенты пропускания и отражения в видимой области спектра электромагнитного излучения. Для проверки физических характеристик гидрофобного покрытия использовали тест на истирание покрытия металлической ватой с нагрузкой 1 кг/см2. Новизной представленного метода является совмещение жидкофазного метода нанесения покрытий совместно с физическим распылением в вакууме без разрыва технологического процесса. Данный метод позволяет добиться увеличения производительности и выхода годных деталей, так как уменьшается количество операций на многоступенчатом этапе производства сенсорного дисплея. После разработки и настройки линейного вакуумного оборудования Aurora G5 был получен стабильный и воспроизводимый технологический процесс получения гидрофобных просветляющих покрытий на большие площади с высокой производительностью. Получено просветляющее покрытие со средним коэффициентом отражения менее 0,6 % в диапазоне длин волн 400 до 700 нм. Проверка адгезии показала 0 класс согласно классификации ISO. Полученные покрытия имеют высокие твердость >9H и стойкость к истиранию >5000 циклов. Итогом данной разработки и исследования является внедрение вакуумного технологического оборудования в производственный процесс изготовления просветляющих гидрофобных покрытий на сенсорные дисплеи.

In the article MEMS technologies for display production and application presented. UV-LIGA and greyscale lithography based on SU-8 resist approaches were shown. Methods, technologies and structures of heterogeneous materials with soft magnetic properties, pros and cons are discussed. Unique specific parameters of soft magnetic composite material were achieved: magnetic induction of saturation – 2,1 Т, working frequency range – up to 1 MHz, permeability – up to 3000, total loss – 8 W/kg, Curie temperature – above 800 ºС. Electroplating allows deposition of soft magnetic alloys on the conductive substrate. Metals like Fe, Ni, Co with additives like B, P were used to get the best soft magnetic properties. Special codeposition process was developed to allow insertion of soft magnetic composite powder filaments into soft magnetic matrix formed during. It allows developing magnetic micromotors for display production. Simulation of the hybrid step micromotors was carried out in Ansys Maxwell 19. It was demonstrated that it is possible to get 10 mN m tourqe under 25 μm rotor-stator air gap. Only presented microtechnologies can provide such accuracy of the mciromotors elements. As for greyscale photolithography, special grey mask were developed and it was demonstrated the possibility to produce controllable real 3D relief on the SU-8 photoresist. Thus, microtechnologies should be integrated into display technology to provide cost effective production and advanced properties of final products.

Целью работы являлось исследование оптических свойств одномерных фотонных кристаллов из ультратонких чередующихся слоев оксидов титана и кремния с различным порядком чередования слоев для формирования дефектных полуволновых слоев в объеме фотонного кристалла. Проведена оптимизация толщин слоев с учетом дисперсии коэффициента преломления и показано, что для формирования 16-слойной структуры фотонного кристалла без полуволнового слоя с фотонной запрещенной зоной в ультрафиолетовой области необходимо использовать слои диоксида титана и оксида кремния толщиной 28,3 и 53,2 нм соответственно. Предложена структура 26-слойного фотонного кристалла толщиной 2130 нм с двумя неэквидастантными полуволновыми слоями, формирующими резонансные полосы пропускания в фотонной запрещенной зоне с максимумами на 550 и 601 нм. Из-за дисперсии коэффициента преломления отношение толщин слоев TiO2:SiO2 изменяется с 1:1,88 в случае 16-слойной структуры с фотонной запрещенной зоной в УФ области до 1:1,5 в случае 26-слойной структуры с фотонной запрещенной зоной в видимом диапазоне. Продемонстрировано влияние фотонно-кристаллической структуры без полуволновых слоев на спектр излучения жидкокристаллического дисплея, изготовленного по технологии IPS, с целью снижения интенсивности синей компоненты для повышения безопасности зрения пользователя. Использование фотонного кристалла с двумя полуволновыми дефектными слоями позволяет добиться полного разделения компонент спектра, что возможно применять для модификации спектров крупных жидкокристаллических панелей, так как их изготовление по технологии AMOLED является крайне сложной технологической задачей даже для лидеров в данной области.

В работе представлены результаты исследования оптических свойств многослойных структур (брэгговских отражателей). Представлены спектры пропускания, отражения, люминесценции, возбуждения и кинетики люминесценции для брэгговских отражателей, сформированных на кварце с 6 и 12 чередующимися слоями BaTiO3:Eu/SiO2. Структуры демонстрируют фотонную запрещенную зону и ее смещение в длинноволновую область при увеличении числа пар слоев. В структурах наблюдается люминесценция европия с наиболее интенсивной полосой 615 нм. Обнаружено снижение интенсивности люминесценции европия при увеличении числа пар слоев в структуре.

В работе представлены результаты исследования тонкопленочных транзисторов на основе полупроводникового соединения InGaZnO (IGZO) для активно-матричной адресации дисплеев, формируемого методом магнетронного плазмохимического осаждения. Исследованы их структурно- морфологические и электрофизические свойства. Проведен анализ подвижности носителей заряда методом Холла. Изучено влияние отжига в вакууме, атмосфере кислорода и атмосфере азота на размер зерен пленки IGZO. Полученные слои характеризуются высокой подвижностью носителей заряда, что позволяет их использовать при изготовлении ЖК- и OLED-дисплеев нового поколения.

The results of research the surface of single-crystal silicon, glass, and stainless steel after processing in a plasma at atmospheric pressure are presented. It has been experimentally proved that after processing, the adhesive properties of the surface of materials are significantly improved.

В последнее время вопросы определения резкости цифровых изображений становятся все более актуальными и значимыми. Растет количество цифровых фотографий, используемых в разных областях науки и техники. Получаемые разными способами изображения могут иметь неудовлетворительное качество, поэтому важным этапом в алгоритмах обработки и анализа изображений является этап проверки качества получаемых данных. Некачественные изображения можно автоматически удалять. В статье исследуется задача автоматической оценки резкости цифровых изображений. В результате анализа научно-технической литературы были отобраны 28 функций, которые используются для анализа резкости цифровых изображений посредством вычисления множества локальных оценок. Все функции сначала вычисляют локальные оценки в окрестности каждого пиксела, затем в качестве обобщенной оценки качества всего изображения использовались средние арифметические значения локальных оценок. Тестирование показало, что множество локальных оценок резкости одного изображения чаще всего не соответствуют нормальному распределению данных. Поэтому дополнительно оценивались модифицированные варианты исследуемых функций, в которых вместо средних значений локальных оценок использовался один из параметров распределения Вейбулла (FORM, SCALE, MEAN weib, MEDIAN weib). В статье оценивались три варианта корреляции количественных оценок резкости с субъективными оценками человека-эксперта. Так как распределение локальных признаков отличается от нормального, применялись два ранговых коэффициента корреляции – Спирмена и Кендалла. Корреляция выше 0,7 означала хорошее совпадение количественных и визуальных оценок. Эксперименты выполнялись на цифровых изображениях различного качества и резкости – на искусственно размытых изображениях и на размытых в процессе съемки. Обобщая результаты выполненных экспериментов, для автоматического анализа резкости цифровых изображений предлагается использовать семь функций, которые быстро вычисляются и лучше других коррелируют с субъективными оценками резкости, выставленными человеком-экспертом.

В статье рассмотрена работа корреляционного алгоритма автоматического сопровождения объектов интереса в двухканальной оптико-электронной системе в условиях сложной фоново-целевой обстановки и наличия преднамеренных помех. Сложными в статье считаются условия, когда контраст искомого объекта в обоих каналах незначителен, но не равен нулю. Под преднамеренными помехами подразумеваются маскирующие помехи естественного и искусственного происхождения, способствующие снижению контраста объекта в обоих каналах. Под двухканальной понимается оптико- электронная система, которая включает в себя каналы видимого и инфракрасного диапазонов. Считается, что разноспектральные изображения обоих каналов приведены к единому времени и масштабу, что позволяет проводить их комплексирование, используя различные методы. Целью настоящей статьи является доказательство снижения вероятности срыва автоматического сопровождения при комплексировании исходных изображений видимого и инфракрасного диапазонов, когда контраст искомого объекта в обоих каналах незначителен. Для исследования используются математический аппарат теории случайных функций и имитационное моделирование с последующей статистической обработкой данных. Показано, что вероятность срыва, характеризуемая отношением коэффициентов корреляции двух фрагментов изображений, одно из которых содержит искомый объект, а второе – нет, зависит как от коэффициентов корреляции, так и от значений их средних квадратических отклонений. Проведенное моделирование показало, что срыв сопровождения наступает как при равенстве средних квадратических отклонений данных коэффициентов корреляции, так и при их разных значениях, причем увеличение их разности способствует повышению вероятности срыва. В статье показано, что вероятность срыва в двухканальной оптико-электронной системе будет уменьшаться при использовании двух каналов по сравнению с работой только в видимом либо инфракрасном канале. Полученные результаты обосновывают перспективность использования комплексирования изображений в многоканальных системах автоматического сопровождения объектов в условиях сложной фоново-целевой обстановки и наличия преднамеренных помех.

Целью работы, результаты которой представлены в данной статье, являлось исследование возможностей и различных вариантов реализации модульного подхода к формированию содержания и организации процесса профессионального обучения. Актуальность таких исследований обусловлена необходимостью подготовки высококвалифицированных специалистов по эксплуатации, техническому обслуживанию и ремонту электромобилей. Данная профессиональная область является сравнительно новой и активно развивающейся в нашей стране. Поэтому система подготовки, переподготовки и повышения квалификации кадров для электромобилестроения и обслуживания электромобилей должна быть гибкой и динамичной. Профессиональное обучение должно организовываться с учетом изменяющихся требований современного рынка труда. В работе показаны преимущества использования модульных образовательных технологий для организации профессионального образования в указанной области. С учетом опыта, накопленного в процессе обучения студентов специальности «Промышленная электроника» в ИИТ БГУИР, отмечается, что преимущества модульного подхода многократно возрастают в сочетании с использованием современных возможностей инфокоммуникационных технологий и 3D-моделирования для подготовки, переподготовки и повышении квалификации специалистов по электромобилям. На основе рассмотрения концепции «Модули трудовых компетенций», разработанной экспертами Международной организации труда, предложена структура модульной программы для изучения дисплеев и современного электромобиля в целом.

Представлены результаты теоретического моделирования электрических характеристик гетероструктуры диоксид титана/кремний в условиях солнечного облучения. Моделирование проведено с помощью математического описания процессов генерации и переноса носителей заряда для практически важных гетероструктур n-TiO2/p-Si. Установлено, что величина тока в области малых внешних смещений – до 0,6 В, нелинейным образом зависит от длины волны солнечного света и определяется переходом электронов из кремния в диоксид титана. Максимум тока соответствует длинам волн солнечного излучения в области 600 нм. Полученные результаты объясняются существенным различием коэффициентов поглощения и отражения солнечного излучения диоксида титана и кремния, обусловливающим закономерности генерации неравновесных носителей заряда в гетероструктуре n-TiO2/p-Si. Показано, что в отсутствии внешнего смещения в области длин волн солнечного излучения 500–600 нм электронные переходы из кремния в диоксид титана происходят свободно, а переходы дырок блокированы. Это позволяет при относительно тонком слое диоксида титана эффективно реализовывать процессы каталитической очистки воды и воздуха на его поверхности за счет окисления органических соединений путем захвата электронов на поверхностные состояния. Установленные закономерности перспективны для углубленного анализа электронных процессов на поверхности полупроводниковых широкозонных оксидов металлов и их практического использования в фотокаталитических процессах.

В работе с целью разработки технологии роста гетероструктур на основе Al(Ga)N
исследовалось влияние различных условий роста гетероструктур молекулярно-пучковой эпитаксией на свойства слоев AlN и AlGaN. Были установлены условия для роста буферных слоев AlN, которые позволили достигнуть среднеквадратичного значения величины шероховатостей 0,7 нм. Показано, что увеличение толщины слоя AlN приводит к уменьшению плотности краевых дислокаций, в то время как явной зависимости плотности винтовых дислокаций от толщины слоя не наблюдалось. Минимальные полученные значения плотности проникающих дислокаций для слоя AlN толщиной 1,25 мкм составили nкраев. = 5,9×109 см-2 и nвинт. = 2,2×107 см-2. В результате оптимизации температуры роста AlGaN была выращена серия слоев толщиной 0,15 мкм, показавших стимулированное излучение на длинах волн λ = 330 нм, 323 нм, 303 нм и 297 нм с пороговыми плотностями мощности 0,7 МВт/см2, 1,1 МВт/см2, 1,4 МВт/см2 и 1,4 МВт/см2 соответственно. Установленные условия эпитаксии слоев AlN и AlGaN на подложках сапфира были использованы для роста транзисторной структуры AlGaN/GaN на подложке сапфира с двумерным электронным газом, который имел подвижность 1950 см2/(Вс) при концентрации 1,15×1013 см-2. Полученные результаты важны для создания излучающих оптоэлектронных полупроводниковых приборов, работающих в УФ области спектра, а также приборов силовой и высокочастотной электроники на основе нитридов.

Резка сапфира в настоящее время является одной из крупнейшей развивающейся области лазерной обработки материалов. Сапфир является одним из самых твердых прозрачных материалов. Его механические и оптические свойства сделали его идеальной и ценной основой для создания различных устройств, например, таких как защитные стекла для часов, дисплеи мобильных устройств, защитные стекла для камер и подложки для светодиодов и транзисторов. Среди существующих способов резки с помощью лазерных или алмазных инструментов, фемтосекундное лазерное скрайбирование является многообещающей технологией, поскольку эта технология обладает уникальной способностью производить высоколокализованную объемную модификацию благодаря нелинейному поглощению. Резка сапфира твердотельными лазерами хорошо известна уже в течение многих лет и стала современным промышленным процессом. Однако скорость и качество процесса резки до сих пор ограничены, а эксплуатационные расходы относительно высоки. Целью работы, результаты которой представлены в рамках данной статьи, является улучшение скорости и качества резки. В статье описаны результаты исследования фемтосекундного лазерного скрайбирования сапфира при длинах волн 1040 и 520 нм с последующим жидкостным травлением в смеси азотной и плавиковой кислот для выявления формирующихся дефектов и трещин. Морфология поверхности сапфира, подвергнутого лазерной абляции, оценена методом сканирующей электронной микроскопии. Показано, что на основной частоте материал эффективно удаляется с поверхности, однако при этом формируются расходящиеся по поверхности трещины на расстояние до 40 мкм. Использование второй гармоники дало более аккуратные и глубокие резы по сравнению с основной частотой при той же энергии импульса, что обусловлено меньшей размерностью многофотонных процессов. При этом формируются анизотропные трещины, расходящиеся в объем материала. Таким образом, показаны возможности применения фемтосекундной лазерной абляции в технологических процессах скрайбирования для изготовления устройств на основе сапфира.