Современная электроника №3/2021

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ 22 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 3 2021 . Математические определения (4), (5), дивергенция поля E и градиента ε пока- заны в работе [10]. Рассматривая модель кристалла в виде резонансно-параметрического колебательного контура (см. рис. 10) [10], и с учётом графической зависимо- сти ε = f( ω ) на рис. 9, а также элементар- ной формулы: , можно утверждать, что дисперсия кван- тово-точечной энергии Пойнтинга в конденсаторе диэлектрического кри- сталла LPE i- Si GaAs Si или AlN будет выра- жена формулой: , где авторы в работе [11] назвали глубиноймодуляции энергии кристалла. В итоге через добротность контура получается возможность при энерго- воздействии в «чёрноволновом» диа- пазоне (около 3 × 10 13 Гц, см. рис. 9, зона Б) на диэлектрических кристал- лах LPE i- Si GaAs Si , AlN, Ga 2 O 3 и др. иметь чувствительную модуляцию комплекс- ного реактивного сопротивления (контура) и, таким образом, обеспе- чивать сканирование приёма «чёр- новолновых» тепловых волн в диапа- зоне по крайней мере от λ = 10 мкм, а до λ = 10 мкм отлично подходят LPE- кристаллы i- Si GaAs Si с мелкими энерго- уровнями в зоне А. С учётом эффектов Франца-Кел- дыша и Штарка возможности новых микроболометров резко усиливают- ся во всём диапазоне волн от 5 до 15 мкм. Электронно-фононные излучатели «чёрноволновой» терагерцовой щели Несложно понять, что, создав два идентичных контура (см. рис. 10), сое- динив их последовательно и связав это с дисперсией энергии в кристалле Δ W за 2 π периодов частоты ω , мы сможем получить либо резонансно-параметри- ческий генератор излучения, либо резо- нансно-параметрический усилитель [7]. «Чёрноволновые» излучатели/приёмники на основе A IV /A IV B IV наноструктурных соединений Уникальные «чёрноволновые» Si-SiC излучатели показаны на рис. 11. Это уникальнейшие терагерцо- вые излучатели, созданные в сотруд- ничестве д.ф-м.н. Кукушкиным С. А. и д.ф-м.н. Баграевым Н. Т. и его коман- дой (ООО «Дипольные структуры), с более высокой (в 2…3 раза) выходной мощностью по сравнению с используе- мыми ранее в установках «ИК-Диполь», «Инфратератрон». Исследования спектра излученияпроводились вООО«Диполь- ные структуры». Использованиепрецизи- онных ТГц-AlNфильтров ифизических принципов создания резонансно-пара- метрическихусилителейнаотсновеполя- ризованныхкристаллов LPE i-GaAs иAlN [6, 7] открывает неплохую возможность создания эффективных установок унич- тоженияCovid-19 в организме человека. Практические результаты новых излучателей запатентованы в РФ [12]. Общий вид терагерцового излучателя на основе Si-SiC дилатационной нано- гетеросистемы показан на рис. 12. С учётом последних исследований и специфики резкого сжатия энергети- ческой запрещённой зоны кремния до уровнянесколькихkT (эВ), сталоочевид- ным, чтоприборы, показанныена рис. 12, являются также эффективными «тепло- вольтаидными» приборами, т.е. онимогут выступать в качестве неохлаждаемых микроболометров в диапазоне длинволн от 5мкмвплоть до1000мкм, ноприэтом максимум ИК-фоточувствительности приходится именно на «чёрноволно- вой» диапазон 5…15 мкм. Ультрафиолетовые стерилизаторы для борьбы с Covid-19 на основе кристаллов AlN В блестящей работе Кукушкина С. А. и Шарофидинова Ш. Ш. [5], опублико- ванной в 2019 году, показана техноло- гия получения уникальных диэлектри- ческих кристаллов AlN с объёмными толщинами до 100…200 мкм (!). Таких результатов не добивался никто в мире. С получением таких материалов откры- вается (ипрактическипоказана) возмож- ность получения сверхкомпактных (пор- тативногоисполнения) УФ-излучателей на волнах 350…240 нм, которые являют- ся губительными для вируса Covid-19. Это уникальное достижение, открываю- щее возможность уничтожать за секунды коронавирус на поверхности кистейрук, лица (с защитой глаз) и других участков тела человека. То есть легко можно соз- дать УФ-мини-полотенце в общественных местах (на стадионах, в учебных заведе- ниях). Рис. 10. Колебательный контур: L – индуктивность; C – переменная ёмкость; R – активное сопротивление Рис. 11. Спектры излучения Si-SiC дилатационной структуры, созданной д.ф.-м.н. Кукушкиным С. А. (ИПМаш РАН, г. С.-Петербург), где I DS – плотность тока через Si-SiC структуру Рис. 12. «Чёрноволновой» ТГц-излучатель/ приёмник (5) (6) (7)