Разработка и исследования пленочных термоэлектрических преобразователей для измерения параметров лазерного излучения

На правах рукописи

Опаричев Евгений Борисович РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЯ ПЛЕНОЧНЫХ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Специальность 05.27.06 Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2013 -2

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Национальный исследовательский университет «МЭИ» (НИУ «МЭИ») Научный руководитель доктор технических наук, доцент, НИУ «МЭИ» Каримбеков Мырзамамат Арзиевич

Официальные оппоненты:

Кузнецов Геннадий Дмитриевич доктор технических наук, профессор кафедры технологии материалов электроники НИТУ «МИСиС» Штерн Максим Юрьевич кандидат технических наук, научный сотрудник кафедры материалов функциональной электроники НИУ «МИЭТ» Ведущее предприятие:

ЗАО «Научно-исследовательский институт материаловедения»

Защита состоится «20» июня 2013 г. в «_14_» час «_30_» мин на заседании диссертационного совета Д 212.132.06 при ФГАОУ ВПО «Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС» («НИТУ «МИСиС») по адресу:

119049, Москва, Крымский Вал, д.3, ауд. 212.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГАОУ ВПО «НИТУ «МИСиС».

Ваши отзывы на автореферат просим присылать на имя Ученого секретаря по адресу:

119049, Москва, Ленинский проспект, д.4, ФГАОУ ВПО «НИТУ «МИСиС».

Автореферат разослан «15»мая2013 г.

Ученый секретарь диссертационного совета Д 212.132. доктор физико-математических наук, доцент Костишин В.Г.

-3

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. В связи с многообразием применения лазеров (оптических квантовых генераторов) в различных областях науки и техники и расширяющейся перспективой их использования выдвигается актуальная задача – разработка эффективных средств контроля параметров излучения и управления режимом их работы. Возникает необходимость на более высоком уровне контролировать у лазеров основные параметры – мощность, энергию и т.д. Особенно важным и проблематичным является создание чувствительных примно-преобразующих элементов – преобразователей для измерения мощности и энергии непрерывного и импульсного высокочастотного лазерного излучения превосходящих по быстродействию фотоэлектрические преобразователи, а по диапазону спектральной чувствительности термоэлектрические (термопарные) преобразователи. В этом направлении накоплен большой и разнообразный опыт физических экспериментов и технического конструирования, однако, только на уровне поискового характера и без желательного обобщнного материаловедческого и технологического подхода, приводящего к достаточно рациональному практическому решению проблем.

Для измерения параметров лазерного излучения, несомненно, перспективны наклонноконденсированные плнки на электроизолирующих и теплопроводящих подложках.

Они неселективны в широком спектральном диапазоне, обладают высоким быстродействием, выдерживают потоки излучения большой плотности, несложны и удобны в эксплуатации. Принцип действия наклонноконденсированных плнок заключается в возникновении термоэдс в плнке в направлении параллельном подложке под действием падающего на е поверхность излучения. Условием появления этого эффекта в плнках является наличие в них анизотропии термоэлектрических свойств. Анизотропный (поперечный) термоэлектрический эффект определяется главным образом наклонной микроструктурой, относительным контактным электросопротивлением и теплосопротивлением на границах кристаллитов. Возможность получения искусственно анизотропных плнок открывает перспективы создания преобразователей на основе разнообразных материалов – полупроводников (теллур), полуметаллов (висмут) и металлов (хром, никель и тантал), что во многом обеспечивает достижение требуемой совокупности параметров.

Наиболее успешной и технически целесообразной представляется разработка преобразователей на основе медно-никелевых термоэлектродных сплавов МНМц 43-0, (копель) и МНМц 40-1,5 (константан). Эти сплавы выделяются среди других сплавов высоким абсолютным значением термоэдс и малой теплопроводностью, величина отношения которых является одним из критериев эффективности материала для изготовления преобразователей. Копель и константан имеют сравнительно высокую температуру плавления, жароустойчивы и коррозионноустойчивы. Данные качества позволяют плнкам этих сплавов выдерживать излучение высокой интенсивности. Положительной особенностью этих сплавов является малая величина температурного коэффициента электросопротивления, что имеет большое значение при согласовании преобразователей с измерительной аппаратурой. Производство медно-никелевых сплавов освоено отечественной промышленностью, они имеют низкую стоимость и недефицитны.

Диссертационная работа выполнена в рамках Федеральных целевых научно технических программ: «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития науки и техники» на 2002-2006 годы (по лоту 1 – «Проведение научных исследований молодыми учеными». «Индустрия наносистем и материалы») на тему «Материаловедческо-технологическая разработка плночных термоэлектрических примно преобразующих элементов для измерителей температуры, в том числе температуры поверхности»;

«Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009 2013 годы (по лоту 13 – «Проведение научных исследований коллективами научно образовательных центров в области лазерных, плазменных и пучковых технологий для -4 атомной техники») по теме «Исследование процесса взаимодействия мощных электронных пучков с металлическими материалами, разработка оборудования и технологических основ электронно-лучевой сварки деталей большой толщины».

Цель и задачи работы. Целью данной работы является исследование условий получения методом конденсации в вакууме изотропных (по структуре) плнок медно никелевых сплавов копель и константан на электроизолирующих и теплопроводных подложках и разработка на их основе эффективных плночных анизотропных (по текстуре из-за наклонной конденсации) термоэлектрических преобразователей лазерного излучения.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

- установление возможности получения чувствительных к излучению плнок сплавов копель и константан методом термического испарения и конденсации в вакууме на подложки, наклонно установленные относительно потока паров испаряемого материала;

- исследование особенностей испарения медно-никелевых сплавов копель и константан и выбор оптимального метода испарения для получения плнок аналогичного состава;

- выявление особенностей микроструктуры наклонноконденсированных плнок изучаемых сплавов методами оптической и электронной микроскопии, а также рентгеновской дифрактометрии;

- исследование зависимости характера микроструктуры и анизотропии термоэлектрических свойств плнок копеля и константана от условий конденсации;

- исследования влияния последующей термообработки на анизотропию электрических свойств и величину поперечной термоэдс в наклонноконденсированных плнках копеля и константана;

- разработка преобразователей различной конструкции (в зависимости от целевого назначения), изготовление опытных образцов, проведение испытаний, внедрение разработанного метода в опытно-промышленное производство.

Научная новизна. В ходе выполнения работы получены следующие результаты, обладающие научной новизной:

- предложены комплексные критерии эффективности материалов для изготовления преобразователей на основе наклонноконденсированных пленок, отличающиеся тем, что в них, к традиционно учитываемым свойствам таким, как коэффициент термоэдс – 0, удельное электрическое сопротивление – 0, удельная теплопроводность – 0, добавлено ещ одно важное свойство – удельная тепломкость (с). Это позволяет при различном функциональном назначении однозначно определять эффективность материала плнок;

- используя предложенные в работе комплексные критерии эффективности материалов для изготовления преобразователей, обоснована возможность получения чувствительных к излучению анизотропных плнок на основе медно-никелевых сплавов копель и константан методом наклонной конденсации в вакууме. Эти материалы обладают самыми высокими критериями эффективности в ряду типичных металлов и сплавов, они температуро- и коррозионно-устойчивы и имеют малый температурный коэффициент электрического сопротивления. При выборе материалов учитывалась склонность к образованию пластинчатой или волокнистой микроструктуры при наклонной конденсации в вакууме, технологичность и эксплуатационные свойства.

- предложено модельное представление, описываемое дифференциальным уравнением в частных производных, подобным уравнению конвективной диффузии, решение которого методом неявной разностной схемы и использования итерационного метода позволило получить расчтные зависимости состава паров и концентрации легколетучего компонента на поверхности расплава от времени испарения для конкретных сплавов. Это дало возможность оценить целесообразность применения метода термического испарения при отсутствии перемешивания расплава для конкретных сплавов с целью получения плнок без изменения состава;

- экспериментально определены зависимости характера микроструктуры, анизотропии термоэлектрических свойств и поперечной термоэдс в наклонноконденсированных пленках -5 копеля от условий конденсации. Насыщение поперечной термоэдс наблюдается при температуре конденсации 295 К, скорости конденсации 0,6… 1 нм/с, толщине пленки 1 мкм.

Оптимальный угол наклона текстуры относительно нормали подложки 88.

Практическая значимость. Определены оптимальные условия получения плнок медно-никелевых сплавов копель и константан с искусственно наведнной анизотропией термоэлектрических свойств методом наклонной конденсации в вакууме.

Разработаны и изготовлены образцы пленочных термоэлектрических преобразователей круглого, квадратного, матричного и полоскового типа для измерения пространственно-энергетических характеристик лазерного излучения.

Изготовлены быстродействующие преобразователи, обладающие временем разрешения 3… 5 нс.

На защиту выносятся следующие положения:

- при определении перспективности наклонноконденсированных плнок медно никелевых сплавов для преобразователей в зависимости от конкретных требований, предъявляемых к ним, определяющим фактором анизотропного термоэлектрического эффекта в плнках является наличие наклонной микроструктуры и относительного контактного электрического и теплового сопротивления между кристаллитами;

- температура конденсации 295 К, скорость конденсации 0,6… 1 нм/с (при испарении навески с прямонакального испарителя), при толщине пленки 1мкм. и оптимальном угле наклона текстуры относительно нормали подложки 88 – это оптимальные условия, позволяющие получать термочувствительные наклонноконденсированные плнки копеля для преобразователей с высокими функциональными параметрами;

- отжиг наклонноконденсированных плнок, копеля при температура отжига 453±5 К в течении 20…25 мин, приводит к увеличению чувствительности к излучению в 1,2... 1,5 раз и значительно уменьшается разброс электрического сопротивления и поперечной термоэдс.

- выявленные закономерности при формировании наклонноконденсированных пленок медно-никелевых сплавов обеспечивают высокую воспроизводимость метода получения и управляемое производство эффективных преобразователей типа МНМц 43-0,5 (копель).

Обоснованность и достоверность работы. Основные научные положения, выводы и рекомендации подтверждаются материаловедческими исследованиями и экспериментами, проверкой преобразователей на лабораторных и промышленных стендах, показавшими удовлетворительное согласование теоретических и экспериментальных результатов исследований.

Апробация работы. III Международ. конф. по физике кристаллов «Кристаллофизика 21-го века», посвященных памяти М.П.Шаскольской (МИСиС ТУ) (20-26 ноября 2006 г., Москва);

XI, XII и XIII Национ. конф. по росту кристаллов (НКРК-2004, НКРК-2006 и НКРК-2008) (13-17 декабря 2004 г., 23-27 октября 2006 г. и 17-22 ноября 2008 г., Москва);

X Международн. конф. по физике и технологии тонких пленок (МКФТП-X) (16-21 мая г., Ивано-Франковск, Украина);

6-я Международ. конф. «Рост монокристаллов и тепломассоперенос» (ICSC-2005) (25-30 сентября 2005 г., Обнинск);

Пятая Международн.

научно-технич. конф. «Электроника и информатика-2005» (К 40-летию МИЭТ ТУ) (23- ноября 2005 г., Зеленоград);

10-я Международ. научн. конф. и школа-семинар «Актуальные проблемы тврдотельной электроники и микроэлектроники» (ПЭМ-2006) (24-29 сентября 2006 г., Дивноморское);

III Всеросс. конф. «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (ФАГРАН-2006) (8-14 октября 2006 г., Воронеж);

III Международная школа «Физическое материаловедение».

Наноматериалы технического и медицинского назначения (24-28 сентября 2007 г, Самара, Тольятти, Ульяновск, Казань);

Научно-методологический семинар «Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковых приборах (метрология, диагностика, технология, учебный процесс)» (МТН радиотехники, электроники и связи им. А.С. Попова и МЭИ ТУ) (27-28 ноября 2007 г., Москва);

Тринадцатая, Четырнадцатая, Пятнадцатая, Шестнадцатая, Восемнадцатая и Девятнадцатая Международн. научно-технич. конф.

-6 студентов и аспирантов МЭИ (ТУ) (2007-210 гг., 2012 г. и 2013 г., Москва);

XVI Всеросс.

межвуз. научно-технич. конф. студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика» (22-24 апреля 2009 г., Зеленоград).

Кроме того, основное содержание диссертации отражено в 30 публикациях: 1 статье, опубликованной в журнале «Известия вузов. Электроника»;

1 статье, опубликованной в журнале «Известия Кыргызского технического университета (Кыргызская Республика);

в 6 статьях, опубликованных в журнале «Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России»;

1 статье, опубликованной в журнале «Технология металлов»;

в 21 тезисах докладов и в 1 изобретении.

Структура и объм диссертации. Диссертация состоит из Введения, Глав 1-4 и Выводов. Имеется список литературных ссылок.

В диссертации 188 страницы, включающие 60 рис. и 10 табл. Библиография содержит 293 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

МЕДНО-НИКЕЛЕВЫЕ СПЛАВЫ – ПЕРСПЕКТВНЫЕ НАКЛОННОКОНДЕНСИРОВАННЫЕ ПЛЁНОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ Требования к преобразователям. Измеритель мощности и энергии лазерного излучения – преобразователь, или чувствительный примно-преобразующий элемент – должен отвечать специфическим требованиям:

- использовать несложные физические эффекты (ограниченное число физических принципов);

- использовать достаточно простые материалы и методики;

а также - должен иметь широкополосный спектральный диапазон (неселективный тип);

- должен иметь достаточно большую чувствительность и обнаружительную способность;

должен обладать высоким быстродействием (малоинерционный тип);

- должен обладать оптимальным электросопротивлением для согласования с информационно-измерительной системой;

должен обладать высокой лучевой прочностью (устойчивость против «вжигания» и «прокисления»).

К существенным специфическим характеристикам относятся возможность работы:

- без принудительного охлаждения и - без источника питания.

Так работают плночные термоэлектрические преобразователи: термопарные преобразователи (на термопарном эффекте) и преобразователи на наклонноконденсированных плнках (на эффекте поперечной термоэдс).

Предложенные модельные представления характеристик для наклонноконденсированных термоэлектрических материалов. Если ограничиться тремя свойствами ( – коэффициент термоэдс, – удельное электросопротивление и – удельная теплопроводность), то для разного функционального назначения и условий комплексные критерии могут иметь разный вид. Комплексный критерий 2 – получил название коэффициента термоэлектрической мощности, а комплексный критерий 20 – термоэлектрической добротности (классические комплексные критерии).

Для наклонноконденсированных плнок добавим к учитываемым свойствам, таким как, коэффициент термоэдс – 0, удельное электросопротивление – 0 и удельная теплопроводность – 0, ещ одно свойство – удельную тепломкость - с и, для различных функциональных назначений, получим два новых критерия эффективности материалов с/0 – по времени отклика на скачк мощности излучения и 0/с – по плнок:

характеристичному времени переходного процесса.

-7 Основные параметры, характеристики и комплексные критерии выбора материалов преобразователей на наклонноконденсированных плнках. Рассмотрены особенности структуры наклонноконденсированных плнок и природа возникающего в них анизотропного термоэлектрического эффекта (Рис. 1). Показано, что такие плнки могут быть представлены в виде однородной анизотропной среды.

Компоненты тензора коэффициента термоэдс, удельного электросопротивления и удельной теплопроводности для не (в микроструктурной системе координат) равны 11 (z) 0 /(1 rk );

33) (z) (z 11 (z) 0 /(1 rk );

33) (z) (z (1) 11 (z) 0 /(1 rk );

33) (z) (z где 0, 0 и 0 – коэффициенты термоэдс, удельного электросопротивления и теплопроводностиматериала плнки соответственно;

rк – относительное контактное электрическое сопротивление границ кристаллитов.

Рис. 1. Схема микроструктуры наклонно конденсированной пленки: (х1, х 2, х3) – физическая (лабораторная), (у 1 У 2, У3 ) – кристаллографическая и (z 1, z2, z3) – микроструктурная система координат (Х Для таких пленок величина анизотропной термоэдс E 23 ), возникающей вдоль оси Х2 при градиенте температуры вдоль оси Х 3 определяется выражением:

r sin2 ZX E 23 п qL к 0, (X) (2) 1 rк cos 2 ZX где ZX – угол наклона продольной оси волокон к нормали поверхности пленки, п – степень черноты поверхности пленки, q – плотность потока падающего излучения и L – длина пленки.

Для сопоставления пленок по величине генерируемой электродвижущей силы при падении излучения введено понятие удельной анизотропной (поперечной) термоэдс r sin2 ZX E (X) eп 23 к 0. (3) п qL 2 1 rк cos ZX Используя выражения (1-3) для наклонноконденсированнх плнок, получены соотношения, устанавливающие связь между параметрами, характеризующими анизотропные преобразователи как преобразователи излучения, и параметрами, определяющими микроструктурные характеристики наклонноконденсированных плнок.

Важными параметрами анизотропных преобразователей как преобразователей излучения являются: удельная вольт-ваттная чувствительность – s, постоянная времени – -8 хар, амплитуда импульсной реакции – Аимп= еп/хар, и коэффициент преобразования мощности –. Эти параметры зависят от угла наклона кристаллитов к нормали поверхности плнки – ZX следующим образом:

1 rk sin2 zx s L 0 f s L 0, (4) 2 1 rk cos zx 0 1 rk c c хар 2 t2 f t 2, (5) 0 1 rk cos 2 zx 2 rk sin 2 zx 1 0 1 Аимп fA, (6) 1 rk t2 c 8 c t rk sin 2 zx 2 2 2 qt 0 2 f 2 qt 0 2 (7) 8 ( 1 rk cos zx ) 0 0 0 2 Помимо этих параметров были введены ещ два параметра. Они характеризуют, лучевую стойкость преобразователей: максимальная плотность непрерывного теплового потока излучения – Q и максимальная плотность излучения в импульсе –, выдерживаемые наклонноконденсированными плнками без разрушения:

1 rk cos2 zx Tпл To T T o f Q пл o o, Q (8) t t 1 rk 1 rk cos 2 zx Tпл To T T o с f Е пл o o с, (9) 1 rk и и где Тпл – температура плавления материала наклонноконденсированной плнки, Т0 –температура плнки на границе с подложкой, и – длительность импульса излучения.

Выражения (4-9) позволяют расчтным путм оценить параметры преобразователя излучения, а также оптимальные микроструктурные (угол наклона кристаллитов, контактное электрическое сопротивление) характеристики наклонноконденсированных плнок в зависимости от конкретных требований к таким преобразователям.

Характер зависимости метрологических параметров преобразователей от угла наклона кристаллитов в плнке и относительного контактного электросопротивления и теплосопротивления между ними определяется безразмерными, функциями, стоящими вначале правых частей выражений (4-9). Вид этих зависимостей представлен на рис. 2.

Коэффициенты, представляющие собой соотношения свойств материалов 00, с0, 0с, 0 002, 0 и 0 c соответственно в выражениях (4-9), характеризуют эффективность конкретного материала для преобразователя. Это позволяет использовать данные коэффициенты в качестве комплексных критериев эффективности материалов для изготовления преобразователей.

При выборе материалов для изготовления преобразователей необходимо принимать во внимание следующие факторы:

- склонность материала образовывать пластинчатую или волокнистую микроструктуру при наклонной конденсации в вакууме;

- критерии эффективности материала для преобразователей;

- технологичность и - эксплуатационные свойства материала.

В данном случае технологичность материалов оценивается следующими параметрами:

температурой начала испарения, характером взаимодействия расплава с материалом испарителя, загрязнением парами материала вакуумной системы и склонностью к диспропорционированию при испарении.

Проведенная оценка по указанным факторам ряда материалов (приемлемых с точки зрения технологических параметров) показывает перспективность использования для создания -9 Рис. 2. Вид безразмерных функций, определяющих характер зависимости вольт ваттной чувствительности (а), постоянной времени (б), амплитуды импульсной реакции (в), эффективности преобразования мощности излучения (г), предельной плотности непрерывного теплового потока излучения (д) и максимальной плотности импульсного излучения в импульсе (е) от угла наклона кристаллитов наклонноконденсированной плнки и контактного электрического сопротивления между ними - 10 преобразователей медно-никелевых термоэлектродных сплавов копель и константан. Они обладают самыми высокими критериями эффективности в ряду типичных металлов и сплавов, имеют малый температурный коэффициент электросопротивления, температуро- и коррозионноустойчивы.

Обобщнные данные и проведнный анализ показывают, что среди медно-никелевых сплавов константан и, в особенности, копель по своему составу являются наиболее перспективными для изготовления преобразователей.

Особенности испарения двухкомпонентных сплавов. Проведн аналитический обзор имеющихся в литературе данных об общих закономерностях испарения двухкомпонентных сплавов. Подробно рассмотрены случаи испарения с интенсивным перемешиванием расплава и в его полном отсутствии (рис. 3).

Для случая интенсивного перемешивания проведн расчт, позволяющий построить кривые зависимости состава паров над расплавом от времени испарения для конкретных сплавов.

Определены условия, позволяющие реализовать рассматриваемые методы испарения сплавов, и критерии, ограничивающие применимость данных методов.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ИСПАРЕНИЯ, КОНДЕНСАЦИИ И ОТЖИГА, МИКРОСТРУКТУРЫ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПЛЁНОК МЕДНО-НИКЕЛЕВЫХ СПЛАВОВ Методика экспериментов исследований и измерений. Осаждение плнок проводилось методом термического испарения в вакууме и конденсации паров на подложку, установленную перпендикулярно потоку паров. Использовалась установка вакуумного напыления типа УВН-2М. Давление остаточных газов в рабочей камере поддерживалось в интервале 10–2... 10–4 Па. При испарении сплава использовались прямонакальные испарители нескольких типов и алундовый испаритель в виде тигля с радиационным нагревом от перфорированного нагревателя из молибденовой фольги.

Испарение осуществлялось тремя способами: испарение навески в виде гранул сплава с прямонакальных испарителей, испарение из тигля и методом взрывного испарения («метод вспышки»). В качестве подложек использовались круглые пластины (диаметр 42 мм и толщина 2 мм) из керамики на основе окиси бериллия («брокерит»), нитрида алюминия, слюды, ситалла, стекла и сапфира. Микроструктура плнок исследовалась методом оптической и электронной микроскопии, а также рентгеновской дифрактометрии. Анализ химического состава плнок проводился методом спектрометрии и рентгеновского микроанализа. Электросопротивление плнок измерялось стандартными методами с помощью цифровых приборов. Поперечная термоэдс в наклонноконденсированных плнках измерялось при облучении поверхности плнок ИК-лампой и лазерами с длиной волны 1,06 мкм и 10,6 мкм.

Исследование особенностей испарения медно-никелевого термоэлектродного сплава. При испарении с прямонакального испарителя массу загрузки сплава ограничивали в связи с тем, что никель, входящий в состав копеля, в расплавленном состоянии образует сплавы с тугоплавкими металлами, что приводит к разрушению испарителей.

Установлено, что для получения хорошей адгезии, плнки необходимо конденсировать при температуре не менее 373 К.

При испарении сплава наблюдалось диспропорционирование его компонентов, обусловленное различием в давлении насыщенных паров меди и никеля. Сопоставление экспериментальной зависимости состава паров над расплавом от времени испарения с расчтной зависимостью позволяет заключить, что испарение сплава с прямонакального испарителя сопровождается интенсивным перемешиванием расплава. Полученные таким образом плнки являются слоистыми и неоднородными по составу. Проведнный расчет показывает, что при испарении с перемешиванием расплава довольно однородные по составу плнки можно получать только в том случае, когда содержание никеля невелико ( 20 %), что несомненно ограничивает область применения данного метода.

- 11 Рис. 3. Схема распределения легколетучего компонента вблизи поверхности расплава и по толщине конденсата в различные моменты испарения сплава в отсутствии перемешивания расплава (I – расплав, II – пар, III – конденсат). Поперечное сечение контейнера с расплавом равно поперечному сечению конденсата (пленки). Глубина расплава – x. Толщина конденсата – x. Заштрихованная площадка S1 – дополнительно улетучившееся количество легколетучего компонента равно заштрихованной площадке S 2 – избыток легколетучего компонента в конденсате - 12 Процесс испарения сплава из тигля при отсутствии перемешивания описывается дифференциальным уравнением в частных производных, подобным уравнению конвективной диффузии. С помощью представления данного уравнения методом неявной разностной схемы и использования итерационного метода получены расчтные зависимости состава паров и концентрации легколетучего компонента на поверхности расплава от времени испарения для конкретных сплавов.

Для получения плнок, близких по составу к исходному сплаву, метод испарения из тигля в отсутствие перемешивания расплава целесообразно применять в том случае, если соотношение скоростей испарения компонентов сплава невелико. Для сплава копель эта величина в интервале температур 1800... 2000К колеблется в пределах значений 60....52. Для достижения начала режима псевдоконгруэнтного испарения при этих температурах требуется значительное время ( 20 мин).

Для получения высоких скоростей испарения и быстрого установления режима псевдоконгруэнтного испарения, необходимо повышать температуру тигля до 2400 К.

Осуществление равномерного нагрева тигля диаметром 5 мм и длиной 40 мм до этой температуры и е поддержание в течение времени, необходимого для нанесения плнки (5… 10 мин), технически сложно. Это делает неудобным применение данного метода для получения плнок сплавов медно-никелевых сплавов с составом, равным составу исходного материала.

При испарении методом вспышки использован вибрационный питатель со спиральным желобом, приводимый в действие электромагнитным способом. Порошок сплава с размером частиц 50… 100 мкм подавался на ленточный прямонакальный испаритель из вольфрамовой или молибденовой фольги. Оптимальная скорость подачи порошка лежит в интервале (0,8… 4)10–2 г/с. Химический состав плнок копеля, полученных методом вспышки при указанных, скоростях подачи порошка на испаритель, совпадает с составом исходного сплава в пределах погрешности измерения (менее 3%). При испарении медно-никелевых сплавов метод вспышки является наиболее предпочтительным, поскольку позволяет реализовать высокую скорость конденсации ( 10 нм/с), а также регулировать е в широких пределах.

Влияние условий конденсации и отжига на микроструктуру и электрические свойства плнок. Повышение температуры конденсации при испарении загрузки медно никелевого сплава с прямонакального испарителя приводит к уменьшению слоистой неоднородности плнок. Значение величины коэффициента термоэдс в плнке с увеличением температуры конденсации приближается к значению этой величины для исходного сплава.

Удельное электросопротивление плнок, осажденных при температуре 573 К (6,010–5 Омсм), превосходит его значение для исходного сплава (~ 4,810–5 Омсм), что, по-видимому, является следствием увеличения числа межкристаллитных границ в результате рекристаллизации плнок.

Последующий отжиг в вакууме (Т = 473 К, = 1 час) также уменьшает неоднородность плнок.

Высокие температуры конденсации ( 633 К) с последующей, непосредственно после осаждения, выдержкой в вакууме при той же температуре в течение 25… 30 мин, позволяют получать плнки с термоэлектрическими свойствами (коэффициент термоэдс, удельное элекросопротивление, температурный коэффициент сопротивления) близкими к свойствам массивных образцов.

УСЛОВИЯ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЁНОК СПЛАВА МНМц 43-0,5 (КОПЕЛЬ) Влияние условий наклонной конденсации на микроструктуру и свойства осаждаемых плнок. При исследовании условий получения анизотропных плнок сплавов копеля и константана было установлено, что термочувствительные наклонноконденсированные плнки этих сплавов формируются при одинаковых условиях конденсации, но плнки константана обладают несколько меньшей (~20%) поперечной термоэдс. Поэтому в качестве материала для преобразователей был выбран копель, и детальная отработка оптимальных условий получения наклонноконденсированных плнок проводилась для этого сплава.

- 13 Анализ наклонноконденсированных плнок копеля показал, что химический состав плнок соответствует, в пределах погрешностей измерения, составу исходного сплава.

Отсутствие инородных элементов в полученных спектрах говорит о том, что плнки однородны по составу, а наличие в них относительного контактного электрического сопротивления обусловлено порами и пустотами между кристаллитами. Исследование плнок на подложках различного типа показали, что эпитаксии плнок копеля не происходит. Плнки являются поликристаллическими, и кристаллическая рештка отдельных кристаллитов соответствует по своим параметрам рештке медно-никелевого твердого раствора. Плнки обладают явно выраженной текстурой с преимущественной ориентацией кристаллографического направления 111 вблизи нормали к поверхности плнки.

Для получения плнок, с максимальной чувствительностью предпочтительной является температура конденсации 295К. При увеличении температуры конденсации величина поперечной термоэдс снижается. Относительное контактное электрическое сопротивление границ кристаллитов также уменьшается с ростом температуры конденсации.

Причм величина отношения его значений вдоль и поперк проекции направления молекулярного пучка на поверхность подложки остается практически постоянной (2) до температуры конденсации 373К, а затем это отношение начинает уменьшатся.

Плнки копеля, осажднные на брокеритовые подложки, установленные перпендикулярно потоку паров, имеют блочную структуру с явно выраженными порами (трещинами) по границам блоков-кристаллитов. При увеличении угла наклона подложки к горизонтали размеры кристаллитов несколько уменьшаются. Одновременно с этим межкристаллитные поры увеличиваются и становятся более волнистыми, причм увеличение размеров пор происходит преимущественно в направлении перпендикулярном проекции молекулярного пучка. С увеличением угла наклона нормали подложки относительно потока паров кристаллиты начинают приобретать все более усиливающийся наклон в сторону молекулярного пучка.

Относительное контактное электросопротивление плнок, конденсированных на подложки при комнатной температуре, возрастает с увеличением угла наклона угла наклона нормали подложки относительно потока паров. Наиболее интенсивное возрастание наблюдается в интервале угла наклона 65 …90°. Величина коэффициента поглощения излучения также возрастает с увеличением наклона нормали подложки, достигая максимальной величины (0,71) при угле ~90°. Удельная поперечная термоэдс плнок начинает быть заметной при угле наклона нормали подложки 15° и усиливается при его увеличении, достигая максимума (103 мкВсм/Вт) при величине угла 88° (рис. 4).

Зависимость величины удельной поперечной термоэдс, рассчитанной по экспериментально установленным значениям относительного контактного электрического сопротивления, от угла наклона подложки близка к экспериментально наблюдаемой. Это соответствие подтверждает правильность выдвинутой гипотезы о том, что поперечная термоэдс наклонноконденсированных плнок определяется их наклонной микроструктурой и контактным электрическим сопротивлением между кристаллитами.

Оптимальная скорость конденсации для получения плнок с максимальной чувствительностью лежит в интервале 0,6... 1 нм/с. При повышении скорости конденсации относительное контактное электрическое сопротивление уменьшается, что приводит к снижению поперечной термоэдс. Плнки, осажденные при скоростях конденсации 3 нм/с, имеют плотную структуру, что повышает быстродействие преобразователей, выполненных на их основе.

Увеличение давления остаточных газов в рабочей камере установки вплоть до 10–1 Па слабо влияет на величину удельной поперечной термоэдс.

Поперечная термоэдс наблюдается уже в плнках толщиной 20 нм. С увеличением толщины плнок е величина возрастает и достигает насыщения при толщинах 1 мкм.

- 14 Рис. 4. Экспериментальная зависимость удельной поперечной термоэдс еп (1) и коэффициента термоэдс (2), коэффициента поглощения излучения (3) и относительного контактного электросопротивления межкристаллитных границ rк (4) в наклонно конденсированных плнках копеля от угла наклона нормали подложки относительно потока паров На основании проведнных исследований рекомендованы оптимальные условия осаждения (вакуум, скорость конденсации, температура конденсации) наклонноконденсированных плнок копеля для преобразователей с различными параметрами.

Влияние условий отжига на анизотропию свойств и поперечную термоэдс наклонноконденсированных плнок. Температура отжига на воздухе, при которой наступает интенсивное окисление плнок, существенно зависит от величины угла, под которым осуществлялась конденсация. Для плнок копеля, осажднных под углом 85°относительно нормали подложки, температура интенсивного окисления (электросопротивление увеличивается в десятки раз) составляет 523 К, для пленок, осажденных под углом 70° – 573 К.

Отжиг плнок копеля в течение 20… 25 мин в интервале температур 423… 453 К приводит к образованию на поверхности плнок защитного окисного слоя, препятствующего дальнейшему окислению плнок при повторном отжиге. Увеличение коэффициента поглощения, вызванное окислением поверхности плнки, приводит к увеличению (в 1,2... 1,5 раз) чувствительности этих плнок к излучению. При увеличении температуры - 15 отжига до 473 К наблюдается равномерное во всех направлениях в плоскости подложки незначительное (в среднем 1,2 раза) повышение электросопротивления.

Отжиг наклонноконденсированных плнок копеля (температура отжига 453±5 К при времени 20… 25 мин), значительно повышает их чувствительность к излучению, и уменьшает разброс в значениях их параметров (электросопротивления и поперечной термоэдс), что важно при изготовлении на их основе преобразователей излучения.

ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЕЙ ИЗЛУЧЕНИЯ Топология и конструкция плночных термоэлектрических преобразователей различного назначения. На основе наклонноконденсированных плнок копеля были разработаны и изготовлены опытные образцы плночных преобразователей лазерного излучения различных конструкций: матричные 100-элементные, широкоапертурные с круглой и квадратной примными площадками, полосковые, квадрантные.

Корпусная часть включает в себя основание, на которое крепится подложка, радиаторы для обеспечения отвода тепла, насадку, ограничивающую поток излучения, экран для защиты контактных площадок от излучения, разъем с коммутационными проводами для подключения во внешнюю цепь и т.д., Преобразовательная часть устройства состоит из подложки с контактными площадками одного или нескольких (в зависимости от топологии и конструкции) примно-преобразующих элементов. Они, в зависимости от назначения, имеют различную форму и выполняются при помощи трафаретной маски или скрайбированием лазерным лучом.

Матричный 100-элементный преобразователь, предназначенный для исследования лазерных пучков большого диаметра, реализован в модульном исполнении, что дат возможность в случае необходимости быстро заменить отдельные примно-преобразующие элементы. Модуль матричного преобразователя состоит из кассеты с пятью брокеритовыми пластинами 1214 (мм). На каждой пластине сформированы четыре скоммутированных примно-преобразующих элемента 4,64,6 (мм) с контактными площадками, соединенные с разъмом типа ГРПM-1, прикреплнным к корпусу кассеты. Матричный преобразователь состоит из пяти модулей, которые закрепляются в корпусе и закрываются сетчатым экраном.

Широкоапертурный термоэлектрический преобразователь состоит из брокеритовой подложки диаметром 25… 70 мм, со сформированными на ней медными контактными площадками и примно-преобразующим элементом, закреплнном в корпусе с радиатором воздушного охлаждения.

Пленочный анизотропный термоэлектрический преобразователь с квадратной примной площадкой 2525… 4040 (мм) предназначен для встраивания в корпус с воздушный охлаждением. Прямоугольная форма примно-преобразующего элемента позволяет собирать на основе этих преобразователей матричные примники лазерного излучения для исследования пучков большого диаметра. Термоэлектрический преобразователь, имеющий примно-преобразующий элемент квадратной формы 5050… 7575 (мм), разрезанный лазерным лучом на 50… 75 полосок, соответственно, предназначен для исследования характера распределения энергии в лазерном пучке диаметром 25… 70 мм.

Метод изготовления и приспособление. Плночные термоэлектрические преобразователи изготавливались наклонной конденсацией плнок на изолирующие подложки из различных материалов. Подложки из стекла и нитрида алюминия – шайбы диаметром 42 мм и толщиной 2 и 3 мм соответственно. Брокеритовые подложки использовались нескольких типов: шайбы диаметрами 25… 110 мм, толщиной 3 мм и пластины с размерами 2525… 4545 (мм) и 1214 (мм), толщиной 1 мм.

Нанесение плнок на подложки осуществлялось через трафаретные маски.

- 16 Для получения полоскового термоэлектрического преобразователя предварительно нанеснный чувствительный элемент разрезался затем лазерным лучом на полосы. Ширина полосы вместе с промежутком составляла 1 мм.

Для нанесения плнки, подложка помещалась в основание-кассету с накладной трафаретной маской и вставлялась в пазы рамки универсального подложкодержателя.

Подложкодержатель устанавливался над источником паров в рабочей камере установки напыления. Медные контактные площадки с подслоем хрома осаждались при горизонтальном положении поворотной рамки подложкодержателя.

У изготовленного термоэлектрического преобразователя измерялись величины электросопротивления и поперечная термоэдс.

Параметры, характеристики и примеры использования. Испытание опытных образцов преобразователей проводили при воздействии излучения от ИК- лампы, а также лазера непрерывного и импульсного излучения с длинами волн 1,06 мкм и 10,6 мкм на измерительном стенде. В режиме модулированной добротности, длительность импульса составляла 15 нс, в режиме свободной генерации 150 нс. Результаты проведнных испытаний представлены в табл. 1.

Таблица Характеристики плночных термоэлектрических преобразователей на основе медно-никелевого сплава МНМц 43-0,5 (копель) Типы используемой подложки Параметры преобразователя Керамика на основе ВеО Стекло К (=42 мм) (=42 мм) Электросопротивление, Ом 20… 400 1,5… – 1,810– Чувствительность, В/Вт 1, Постоянная времени, нс 25… 30 3… Импульсная реакция, В/Дж 55 Частота следования импульсов При длительности При длительности импульса 710–7 с, импульса 110–8 с, (при мощности излучения 1 МВт), Гц 100 Уровень шумов, мкВ 50 Зонная неоднородность, % 2… 3 2… Максимальная плотность излучения, выдерживаемая без разрушения, Вт/см2:

- импульсное излучение 15… 30 нс 2107 - непрерывное излучение 150 Копелевые преобразователи применялись также для исследования пространственно энергетических параметров потока плазмы в установке безвакуумной плазменной очистки типа «Факел». Используемые образцы преобразователей выдерживают прямое многократное воздействие плазменного потока мощностью 107 Вт в течение 210–2 с.

Экспериментально исследованы зависимости характера микроструктуры и термоэлектрические свойства наклонноконденсированных плнок копеля от условий конденсации (угла наклона подложки, температуры и скорости конденсации, остаточного давления в рабочей камере и др.). На основании выполненных исследований разработаны условия осаждения термочувствительных плнок копеля при изготовлении плночных термоэлектрических преобразователей с различными параметрами (см. табл. 2).

- 17 Таблица Условия получения термоэлектрических преобразователей на основе медно-никелевых сплавов с высокой чувствительностью и высоким быстродействием Преобразователь Преобразователь с высокой с высоким Условия получения чувствительностью быстродействием (1,810–5 В/Вт) (3… 5 нс) 10–2… 10–3 10–3… 10– Давление в рабочей камере, Па 2273 Температура испарения сплава, К Начальная температура подложки, К 293… 298 293… Скорость конденсации, нм/с 0,6… 1 3… 88 1 75 Угол наклона подложки, град.

1,0 0,1* Толщина плнок, мкм * При малой толщине пленки она не становится островковой.

ВЫВОДЫ 1. Разработан метод получения наклонноконденсированных плнок медно-никелевых термоэлектродных сплавов МНМц 43-0,5 (копель) и МНМц 40-1,5 (константан) для термоэлектрических преобразователей лазерного излучения с чувствительностью 1,5·10-5… 1,8·10-5 В/Вт, постоянной времени 3…30 нс, позволяющих регистрировать лазерное излучение мощностью 50… 150 Вт/см2 (непрерывный режим) и 2·105… 7·107Вт/см (импульсный режим).

2. Теоретически и экспериментально обоснована возможность получения чувствительных к излучению анизотропных плнок на основе медно-никелевых сплавов копель и константан методом наклонной конденсации в вакууме. При выборе материалов учитывалась склонность к образованию пластинчатой или волокнистой микроструктуры при наклонной конденсации в вакууме, технологичность и эксплуатационные свойства.

3. С целью выбора оптимального метода получения анизотропных плнок исследованы особенности испарения медно-никелевых сплавов копель и константан.

Используя предложенную математическую модель, получены расчтные зависимости состава паров, и концентрации легколетучего компонента на поверхности расплава от времени испарения для конкретных сплавов. Это дало возможность оценить целесообразность применения метода термического испарения при отсутствии перемешивания расплава и условия процесса для конкретных сплавов без изменения состава.

4. Методами оптической и электронной микроскопии, рентгеновской дифрактометрии и др. исследованы особенности микроструктуры наклонноконденсированных плнок различных сплавов. Показано, что эпитаксии плнок копеля не происходит. Плнки являются поликристаллическими, и кристаллическая рештка отдельных кристаллитов соответствует по своим параметрам рештке медно-никелевого твердого раствора. Плнки обладают явно выраженной аксиальной текстурой с преимущественной ориентацией кристаллографического направления 111 вблизи нормали к поверхности плнки. Плнки копеля, осажднные на брокеритовые подложки, установленные перпендикулярно потоку паров, имеют блочную структуру с явно выраженными порами (трещинами) по границам блоков-кристаллитов. При увеличении угла наклона подложки к горизонтали размеры кристаллитов несколько уменьшаются.

5. Изучена зависимость термоэлектрических свойств плнок копеля и константана от условий конденсации. Для получения плнок, с максимальной чувствительностью предпочтительной является температура конденсации 295 К. Относительное контактное электрическое и тепловое сопротивление границ кристаллитов уменьшается с ростом - 18 температуры конденсации. Величина отношения значений параметров вдоль и поперк проекции направления молекулярного пучка на поверхность подложки остается практически постоянной (2) до температуры конденсации 373 К, а затем начинает уменьшатся.

6. Исследовано влияние термообработки на анизотропию электрических свойств и величину поперечной термоэдс в наклонноконденсированных плнках копеля и константана. Показано, что при отжиге наклонноконденсированных плнок, копеля (температура отжига 453±5 К при времени 20… 25 мин), чувствительность к излучению повышается в 1,2... 1,5 раз и значительно уменьшается разброс электрического сопротивления и поперечной термоэдс.

7. Разработаны конструкции преобразователей различного назначения и приспособления для изготовление преобразователей на основе наклонноконденсированных плнок копеля. Изготовлены образцы преобразователей круглого, квадратного, матричного и полоскового типа для измерения пространственно-энергетических характеристик лазерного излучения.

ОСНОВНЫЕ ПУБЛИКАЦИИ Основное содержание диссертации достаточно полно опубликовано в следующих публикациях:

1. Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А., Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б., Корнилов В.А.

Работа над физико-технологической базой данных для пленочных измерительных термоэлектрических преобразователей. – В кн.: Материалы XI Национальной конференции по росту кристаллов (НКРК-2004) (13-17 декабря 2004 г., Москва), с. 94. – М: ИК РАН, 2004.

2. Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А., Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б., Корнилов В.А.

Эффективность экспериментальной базы данных для производства пленочных измерительных термоэлектрических преобразователей. – В кн.: Материалы XI Национальной конференции по росту кристаллов (НКРК-2004) (13-17 декабря 2004 г., Москва), с. 98. – М:

ИК РАН, 2004.

3. Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б., Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А.

Термоэлектрическая эффективность пленочных преобразователей из изотропных и анизотропных материалов – В кн.: Тезисы докладов X Международной конференции по физике и технологии тонких пленок (МКФТП-X) (16-21 мая 2005 г., Ивано-Франковск, Украина), с. 81. – 2005.

4. Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б., Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А., Марков Ф.В. Выбор материалов и разработка технологии для пленочных преобразователей // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. – 2005. № 3. С. 40-47.

5. Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б., Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А., Марков Ф.В. Изотропные и анизотропные материалы (висмут, теллур, хром, никель, тантал) для плночных наклонноконденсированных термопреобразователей // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. – 2005. № 4. С. 98-102.

6. Oparichev A.B., Karimbekov M.A., Vigdorovich V.N., Oparichev E.B. Isotropic and anisotropic materials (bismuth, tellurium, chromium, copel, constantan) for film inclination condensed thermo-electric converters. – В кн.: «Рост монокристаллов и тепломассоперенос» (ICSC-2005) (25-30 сентября 2005 г., Обнинск). / Сборник трудов 6 ой Международной конференции в 4-х томах. – Обнинск, ГНЦ РФ Физико-энергетический институт им.

А.И.Лейпунского, 2005. – Т.1. – (с. 244-249) 310 с. Т.2. – 242 с. Т.3. – 226 с. Т.4. – 180 с.

7. Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А., Марков Ф.В., Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б.

Микросекундные пленочные термоэлектрические контроллеры лазерного излучения. – В кн.: Материалы V Международной научно-технической конференции «Электроника и информатика-2005» (23-25 ноября 2005 г., Зеленоград). – М.: МИЭТ, 2005. – Ч.1. – (с.107-108) 272 с. и Ч.2. – 208 с.

8. Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б., Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А. Развитие принципов выбора материалов для термоэлектрических преобразователей. – В кн.: Труды 10-ой Международ. научн. конф. и школы-семинара «Актуальные проблемы тврдотельной электроники и микроэлектроники» (ПЭМ-2006) (24-29 сентября 2006 г., Дивноморское). – Таганрог: ТГРУ, 2006. – Ч.1. – (с. 110-111) 280 с. и Ч.2. – 280 с.

- 19 9. Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б., Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А. Развитие принципов повышения термоэлектрической эффективности конденсированных плнок – В кн.: III Всероссийская конференция «Физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах» (ФАГРАН-2006) (8-14 октября 2006 г, Воронеж). – Воронеж: ВГУ, 2006. – Т.1. – (с. 393-396) 465 с. и Т.2 – 502 с.

10. Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б., Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А. Плночные наклонноконденсированные термоэлектрические преобразователи лазерного излучения из анизотропных (висмут и теллур) и изотропных (хром, никель и тантал) материалов. – В кн.:

Материалы XII Национальной конференции по росту кристаллов (НКРК-2006) (23-28 октября 2006 г., Москва), с. 501-502. – М: ИК РАН, 2006. – 536 с.

11. Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б., Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А. Эффективность плночных термоэлектрических преобразователей на «армированных текстурах» из изотропных и анизотропных материалов. – В кн.: «Кристаллофизика 21-го века». Тезисы докладов III Международной конференции по физике кристаллов, посвященной памяти М.П. Шаскольской (20-26 ноября 2006 г., МИСиС, Москва), с. 72-73. 2006. – 536 с.

12. Опаричев Е.Б., Опаричев А.Б., Нижаде-Гавгани Д.Э., Каримбеков М.А. Получение и применение наклонноконденсированных плнок Bi, Te, Cr, Ni и Ta для контроллеров лазерного излучения, с. 252. – В сб.: Радиоэлектроника, электротехника и энергетика:

Тринадцатая Международная конференция студентов и аспирантов (1-2 марта 2007 г., Москва): Тезисы докладов: В 3-х т. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. Т. 3. – 428 с.

13. Опаричев Е.Б., Опаричев А.Б., Арзиев К.И., Каримбеков М.А. Модельные представления характеристик для термоэлектрических наклонноконденсированных материалов, с. 254-255. – В сб.: Радиоэлектроника, электротехника и энергетика:

Тринадцатая Международная конференция студентов и аспирантов (1-2 марта 2007 г., Москва): Тезисы докладов: В 3-х т. – М.: Издательский дом МЭИ, 2007. Т. 3. – 428 с.

14. Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А., Марков Ф.В., Опаричев А.Б. Опаричев Е.Б. Модельные представления для определения выбора материалов термопарных термоэлектрических преобразователей // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. – 2007. № 4. С. 54-60.

15. Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А., Опаричев Е.Б., Тимошин Н.В., Опаричев А.Б.

Трактовка наногетерогенности материалов. Введение понятия «Коллоидный твердый раствор». – В кн.: Сборник материалов III Международной школы «Физическое материаловедение». Наноматериалы технического и медицинского назначения (24-28 сентября 2007 г, с. 299-303, Самара, Тольятти, Ульяновск, Казань). – Тольятти: ТГУ, 2007. – 382 c.

16. Опаричев Е.Б., Каримбеков М.А., Опаричев А.Б., Вигдорович В.Н. Поведение наклонноконденсированных пленок при нагреве, отжиге и лазерном облучении в воздушной атмосфере. – В кн.: Шумовые и деградационные процессы в полупроводниковх приборах (метрология, диагностика, технология, учебный процесс): Материалы докладов научно методологического семинара (Москва 27-28 ноября 2007 г.), с. 100-105. — М.: МНТО РЭС им. А.С. Попова, МЭИ, 2008. — 212 с.

17. Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А., Марков Ф.В., Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б. Разработка контактных контроллеров температуры // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. – 2008. № 1. С. 60-66.

18. Опаричев Е.Б., Тимошин Н.В., Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А. Коллоидные твердые растворы как кристаллические вещества на наноуровне. – В кн.: Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Четырнадцатая Международная конференция студентов и аспирантов (28-29 февраля 2008 г., Москва): Тезисы докладов: В 3-х т. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. Т. 3. С.226-227.

19. Опаричев Е.Б., Каримбеков М.А. Наклонноконденсированные плнки висмута, теллура, хрома, никеля, тантала, константана и копели при нагреве, отжиге и лазерном облучении в воздушной атмосфере как метаматериалы. – В кн.: Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Четырнадцатая Международная конференция студентов и аспирантов (28-29 февраля 2008 г., Москва): Тезисы докладов: В 3-х т. – М.: Издательский дом МЭИ, 2008. Т. 3. С.228.

20. Опаричев Е.Б., Каримбеков М.А., Вигдорович В.Н. Быстродействующие контроллеры лазерного излучения на наклонноконденсированных пленочных материалах. – - 20 В кн.: Материалы XIII Национальной конференции по росту кристаллов (НКРК-2008) (17-21 ноября 2008 г., Москва), с. 37. – М: ИК РАН, 2008. – 522 с.

21. Опаричев Е.Б., Каримбеков М.А. Медно-никелевые сплавы – перспективные пленочные материалы для контроллеров лазерного излучения. – В кн.: Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Пятнадцатая Международная конференция студентов и аспирантов (26-27 февраля 2009 г., Москва): Тезисы докладов: В 3-х т. – М.: Издательский дом МЭИ, 2009. Т. 3. С.281-282.

22. Каримбеков М.А., Опаричев Е.Б. Хаотическая составляющая шума измерительных систем как критерий сравнения совершенствования. В кн.: Микроэлектроника и информатика. XVI Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов (22-24 апреля 2009 г., Зеленоград), с. 214. – М.: МИЭТ, 2009. – 372 с.

23. Вигдорович В.Н., Кадыров Ч.А., Каримбеков М.А., Опаричев Е.Б. Влияние термической обработки на свойства наклонноконденсированных пленок // Известия Кыргызского технического университета им. И Раззакова. Бишкек. 2009. №17.

С.289-292.

24. Опаричев Е.Б., Каримбеков М.А. Разработка анизотропных преобразователей излучения на основе сплава МНМц43-0,5 (копель). – В кн.: Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Шестнадцатая Международная конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов: В 3-х т. – М.: Издательский дом МЭИ, 2010. Т. 3. С.309-310.

25. Вигдорович В.Н., Опаричев А.Б., Каримбеков М.А., Опаричев Е.Б., Марков Ф.В. Хаотическая составляющая шума измерительных систем как критерий их сравнения и совершенствования // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. – 2010. № 1. С. 94-96.

26. Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А., Марков Ф.В., Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б. Классификация пленочных термоэлектрических преобразователей измерительного назначения и критерии их совершенствования // Оборонный комплекс – научно-техническому прогрессу России. – 2010. № 1. С. 96-100.

27. Опаричев Е.Б., Опаричев А.Б., Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А.

Классификация конструкторско-технологических решений плночных термоэлектрических преобразователей измерительного назначения // Известия вузов.

Электроника. – 2010. №3(83). С. 79-81.

28. Опаричев Е.Б., Каримбеков М.А. Исследование влияния условий конденсации и отжига на электрические свойства пленок медно-никелевого сплава (копель). – В кн.:

Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Восемнадцатая Международная конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов: В 4-х т. – М.: Издательский дом МЭИ, 2012. Т. 4. С.295.

29. Экспериментальная база данных для постановки производства плночных термоэлектрических преобразователей измерительного назначения «Физико технологическая справочная информация». – 2004. – 120 с. (Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А., Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б., Корнилов В.А.), см. web-сайт: www.phase.ac.ru/ptp/.

30. Патент РФ № 62236 (МПК8 G 01 К 7/02). Чувствительный элемент / Вигдорович В.Н., Каримбеков М.А. Матюнин В.М., Опаричев А.Б., Опаричев Е.Б.

Заявлен: 13 ноября 2006 г. Опубликован: Бюллетень «Изобретения и полезные модели». № 9, 2007.

31. Опаричев Е.Б., Каримбеков М.А. Топология и конструкция пленочных анизотропных термоэлектрических преобразователей различного назначения. – В кн.:

Радиоэлектроника, электротехника и энергетика: Девятнадцатая Международная конференция студентов и аспирантов: Тезисы докладов: В 4-х т. – М.: Издательский дом МЭИ, 2013. Т. 4. С.211.

32. Марченков А.Б., Матюнин В.М., Опаричев Е.Б., Проходцов М.А.

Исследование микро- и макротвердости материалов и влияния на них скорости индентирования // Технология металлов. – 2013. №2. С.54-56.