В статье демонстрируется работа модели компактного калибровочного источника нейтронов, который может быть использован для калибровки и определения функции отклика детекторов темной материи и детекторов электронных антинейтрино. Рассматриваемый калибровочный источник нейтронов представляет собой комбинацию радионуклида \({}^{252}\) Cf, который испытывает спонтанное деление с образованием нейтронов, и оригинального кремниевого полупроводникового детектора. Последний обеспечивает временную привязку к моменту образования нейтронов путем регистрации сигналов от осколков деления.

Raman scattering spectra of linear carbon chains (carbines) localized in thin gold films of variable thickness are investigated. It is shown that the integral line is inhomogeneous, and separate components are identified, the intensity of which depends in a non-trivial way on the thickness of the film. Qualitative explanations of the detected effects are proposed.

Raman scattering spectra of linear carbon chains (carbines) localized in thin gold films of variable thickness are investigated. It is shown that the integral line is inhomogeneous, and separate components are identified, the intensity of which depends in a non-trivial way on the thickness of the film. Qualitative explanations of the detected effects are proposed. Keywords: carbine, linear allotropy of carbon, localization on clusters.

The study of the optical response of gold island films revealed an intense line in the light scattering spectrum near 2100 cm-1. Some possible reasons for the appearance of this line are considered. Comparison of the results obtained for films obtained by various technologies, light scattering spectra on other types of samples, as well as comparison with the results of other authors allow us to interpret the line as the result of inelastic light scattering by one-dimensional carbon chains.

High-voltage avalanche p+–p–n0–n+ diodes based on 4H–SiC are fabricated. The diodes are made in the form of mesa structures with flat side walls forming a negative bevel. The mesa structures are formed by the dry reactive ion etching of 4H-SiC through a wedge-shaped photoresist mask. The mesas have an area of 1 mm2, a height of 3.6 μm (slightly exceeding the bedding depth of 3 μm of the p–n0 junction), and the angle of inclination of the side walls is ~5° from the plane of the p–n0 junction. The I–V characteristics of the manufactured diodes are measured. At a current of 10 A, the differential resistance of the diodes and the voltage drop in the forward direction are 0.35 Ω and 6.5 V, respectively. In the reverse direction, the diodes exhibit an abrupt breakdown at voltages from 1420 to 1500 V. Using TCAD simulation, the reverse I–V characteristic of an idealized one-dimensional diode with the same parameters of the structure as in real diodes is calculated. The calculated voltage of a one-dimensional avalanche breakdown diode (1450 V) falls within the measured value range; i.e., the efficiency of the negative bevel as a security circuit is close to 100%. The pulsed reverse I–V characteristics of diodes in the powerful-avalanche breakdown mode are measured: the differential resistance is ~3 Ω, which indicates that the avalanche breakdown is uniform in area. The diodes withstand without destruction avalanche-current pulses with an amplitude of at least 10 A (current density of 103 A/cm2) and a duration of 1.2 μs (dissipated energy of 9 mJ).

The study of the optical response of gold island films revealed an intense line in the light scattering spectrum near 2100 cm-1. Some possible reasons for the appearance of this line are considered. Comparison of the results obtained for films obtained by various technologies, light scattering spectra on other types of samples, as well as comparison with the results of other authors allow us to interpret the line as the result of inelastic light scattering by one-dimensional carbon chains. Keywords: inelastic light scattering, gold films, SERS, one-dimensional carbon chains.

Изготовлены высоковольтные лавинные p+-p-n0-n+-диоды на основе 4H-SiC. Диоды выполнены в виде мезаструктур с пологими боковыми стенками, образующими прямую фаску. Мезаструктуры формировалась с помощью сухого реактивно-ионного травления 4H-SiC через маску из фоторезиста с клинообразным краем. Мезы имеют площадь 1 мм2, высоту 3.6 мкм (немного превышающую глубину залегания p-n0-перехода --- 3 мкм) и угол наклона боковых стенок ~5o от плоскости p-n0-перехода. Измерены вольт-амперные характеристики изготовленных диодов. В прямом направлении дифференциальное сопротивление диодов и падение напряжения при токе 10 А составляют 0.35 Oм и 6.5 В соответственно. В обратном направлении диоды показали резкий пробой при напряжениях от 1420 до 1500 В. С помощью TCAD-моделирования рассчитана обратная вольт-амперная характеристика идеализированного одномерного диода с теми же параметрами структуры, как и у реальных диодов. Рассчитанное напряжение лавинного пробоя одномерного диода (1450 В) попадает в диапазон измеренных значений, т. е. эффективность работы прямой фаски в качестве охранного контура близка к 100%. Измерены импульсные обратные вольт-амперные характеристики диодов в режиме мощного лавинного пробоя: дифференциальное сопротивление составляет ~3 Ом, что свидетельствует о том, что лавинный пробой однороден по площади. Диоды выдерживают без деструкции импульсы лавинного тока с амплитудой, как минимум, 10 А (плотность тока 103 А/см2) и длительностью 1.2 мкс (рассеиваемая энергия 9 мДж). Ключевые слова: карбид кремния, высоковольтный лавинный диод, прямая фаска.

High-voltage (2000V) 4H-SiC Schottky diodes are fabricated. To suppress the premature breakdown at the edge of diode structures, a field plate is formed as the edge termination. In this plate, an insulator layer is formed via the self-aligned implantation of high-energy (53 MeV) argon ions into 4H-SiC. To mask the active region of the diodes, 10–12-μm-thick nickel columns with vertical walls are grown on Schottky contacts by local electrochemical deposition. A comparison of the current–voltage characteristics of terminated and nonterminated diodes shows that the forward current–voltage characteristics barely degrade after implantation, whereas the reverse current–voltage characteristics are greatly improved. Both the forward and reverse current–voltage characteristics of terminated diodes are well described in terms of the classical thermionic emission model if lowering of the Schottky-barrier height with increasing bending of energy bands is taken into account.

Изготовлены высоковольтные (2000 В) 4H-SiC диоды с барьером Шоттки. Для подавления преждевременного краевого пробоя на периферии активной области диодов формировалась полевая обкладка, диэлектрическим слоем в которой служит полуизолирующий 4H-SiC, созданный с помощью облучения высокоэнергетичными (53 МэВ) ионами аргона. Для маскирования активных областей диодных структур от облучения на шоттки-контактах локальным гальваническим осаждением выращивались никелевые столбики с вертикальными стенками высотой 10-12 мкм. Сравнение вольт-амперных характеристик диодов с обкладкой и контрольных диодов без обкладки показало, что после облучения прямые вольт-амперные характеристики практически не изменяются, в то время как обратные вольт-амперные характеристики кардинально улучшаются. При этом вольт-амперные характеристики облученных диодов как в прямом, так и в обратном направлении хорошо описываются по классической теории термоэмиссии, если дополнительно учитывается понижение высоты барьера с ростом изгиба энергетических зон в полупроводнике. Ключевые слова: карбид кремния, диод Шоттки, полевая обкладка, имплантация аргона.

Methods of micro-profiling of 4H-SiC are described: formation of mesa structures with inclined walls (off-vertical wall inclination angle exceeding 45°) by reactive ion etching; etching of mesa structures with a flat bottom and inclined walls (off-vertical wall inclination angle being smaller than 45°) by ion-beam and reactive ion plasma etching. The application of etching methods in the fabrication technology of 4H-SiC-based mesa-epitaxial field-effect transistors with a Schottky gate is demonstrated.

An important technological operation for increasing the efficiency of silicon-based solar transducers is the formation of textures on the silicon surface with roughness sizes close to the wavelength of visible light. We consider the influence of various versions of structuring of silicon wafer surfaces on their strength properties. We analyze four types of silicon surface textures: (i) surfaces obtained after selective etching in an alkali solution, (ii) pyramidal textured surfaces, (iii) surfaces textured by oxidation under a thin V(2)O(5)layer, and (iv) surfaces after high-temperature annealing and processing in HF. We have obtained electron-microscopic images of all four textures and have measured their strength of differently textured silicon wafers using the "ring-on-ring" test. The dependences of maximum stresses and deflection under the smaller ring due to loading are calculated using the finite element method. The coincidence of the latter dependence with the experimental results serves as a criterion of the correctness of determining the wafer strength. The mean values and standard deviations of the strength have been calculated for each of the four groups of silicon wafers.

Важной технологической операцией для повышения эффективности солнечных преобразователей на основе кремния является создание на поверхности кремния текстур с размерами шероховатостей, близкими к длинам волн видимого света. Рассмотрено влияние различных вариантов структурирования поверхности кремниевых пластин на их прочностные свойства. Рассмотрены четыре вида поверхностных текстур кремния: после избирательного травления в щелочном растворе, пирамидально текстурированные поверхности, текстурированные с помощью окисления под тонким слоем V2O5 и после высокотемпературного отжига и обработки в HF. Получены электронно-микроскопические изображения всех четырех текстур, и измерена прочность методом "кольцо-в-кольцо" по-разному текстурированных пластин кремния. Методом конечных элементов рассчитаны зависимости максимальных напряжений и прогиб под малым кольцом от нагрузки. Совпадение последней с экспериментом служило критерием правильности определения прочности пластин. Рассчитаны средние значения и среднеквадратичные отклонения прочности для каждой из четырех групп пластин кремния. Ключевые слова: кремний для солнечных преобразователей, структура поверхности, расчет напряжений, прочность.

Abstract Methods of micro-profiling of 4 H -SiC are described: formation of mesa structures with inclined walls (off-vertical wall inclination angle exceeding 45°) by reactive ion etching; etching of mesa structures with a flat bottom and inclined walls (off-vertical wall inclination angle being smaller than 45°) by ion-beam and reactive ion plasma etching. The application of etching methods in the fabrication technology of 4 H -SiC-based mesa-epitaxial field-effect transistors with a Schottky gate is demonstrated.

High-voltage (1600 V) diodes based on epitaxial 4H-SiC p++–p+–n0–n+ structures are tested as fast current breakers included in a special pulsed circuit. The measured current-breakdown time is about 150 ps. This is a record short time for high-voltage (above 1000 V) silicon-carbide diode breakers. The saturated hole-drift velocity in 4H-SiC of p type is experimentally estimated for the first time: v sp = 3 × 106 cm/s.

AbstractHigh-voltage (1600 V) diodes based on epitaxial 4 H -SiC p ^++– p ^+– n _0– n ^+ structures are tested as fast current breakers included in a special pulsed circuit. The measured current-breakdown time is about 150 ps. This is a record short time for high-voltage (above 1000 V) silicon-carbide diode breakers. The saturated hole-drift velocity in 4 H -SiC of p type is experimentally estimated for the first time: v _ sp = 3 × 10^6 cm/s.

The resistance of Schottky barriers based on 4H-SiC is experimentally determined at high forward-current densities. The measured resistance is found to be significantly higher than the resistance predicted by classical mechanisms of electron transport in Schottky contacts. An assumption concerning the crucial contribution of the tunnel-transparent intermediate oxide layer between the metal and semiconductor to the barrier resistance is proposed and partially justified.

Conventional optics (e.g. lenses or mirrors) manipulates the phase via optical path difference by controlling thickness or refractive index of material. Recently, a promising type of optics emerged which exploits geometric phase shift, when a lightwave is transformed by parameter other than optical path difference, e.g. polarization. Here, wavefront is modified by introducing spatially varying anisotropy and is a result of Panchatraman-Berry phase [1]. Theoretically any phase pattern can be achieved solely by means of geometric phase with efficiencies reaching 100% [2]. This allows continuous optical phase shifts and without phase resets, in stark contrast to conventional elements, wherein phase profiles are encoded as discrete optical path variations in refractive index or thickness, limiting performance. The geometric phase optics is a promising alternative for controlling and manipulating light, but it stumbles on the lack of adequate fabrication technology.