IX межвузовская научная школа молодых специалистов
24 – 25 ноября 2008 года проводилась очередная IX межвузовская научная школа молодых специалистов «Концентрированные потоки энергии в космической технике электронике, экологии и медицине».
Была сформирована Программы работы Школы. Проводились мероприятия по информации и привлечению к участию в Школе молодых учёных из институтов, ВУЗов и научно-производственных организаций. Осуществлялась научно-методическая помощь потенциальным участникам – молодым учёным и специалистам ИПЛИТ РАН и других организаций. Проведено рецензирование и отбор докладов. Издан сборник трудов Школы. В трудах были рассмотрены физические основы концентрированных потоков энергии, воздействия концентрированных потоков энергии на материалы и изделия космической техники, методы обработки материалов концентрированным излучением, воздействие лазерного и микроволнового излучения на вещество, концентрированные потоки энергии в экологии и медицине, концентрированные потоки в электронике. Членом оргкомитета и руководителем 4-й секции Школы был сотрудник ИПЛИТ РАН д.ф.-м.н. Майоров В.С.
Молодыми учёными ИПЛИТ РАН на Школе были сделаны следующие доклады. Все они посвящены важным направлениям современной лазерной физики и технологии. Дадим краткую характеристику каждой из этих работ.
«Принципы оптимизации режимов прошивки начального отверстия при лазерной резке» Майоров В.С,, Майоров С.В., Хоменко М.Д.
Лазерная резка – один из наиболее востребованных процессов лазерных технологий обработки материалов в промышленности. В работе предлагается новый подход оптимизации режимов прошивки начального отверстия при лазерной резке при снижении энергетических параметров с учетом выбора оптимальной формы импульса лазерного излучения. Основное внимание обращается на такие показатели, как размер зоны с дефектами на поверхности материала и застывшие на поверхности листа капли от выплесков металла. Сформулированные требования к прецизионной бездефектной врезке иные, чем при традиционной перфорации отверстий. Теоретические оценки процесса врезки позволили выявить характерные закономерности энергетики лазерного импульса и вид изменения во времени мощности лазерного излучения, главным из которых является наличие затянутого заднего фронта с убывающей по определенному закону интенсивностью. Экспериментальные исследования качества врезок для импульсов различной формы при их различных энергетических и временных параметрах показали хорошее соответствие с теоретическими выводами.
«Фотолюминсценция тонких пленок ZnO, легированных азотом» Горбатенко Л.С., Черебыло Е.А., Новодворский О.А., Панченко В.Я., Храмова О.Д.
Исследованы фотолюминсценцые свойства серии пленок ZnO, легированные азотом и солегированных галлием и азотом, полученных методом импульсного лазерно-плазменного осаждения. Установлено влияние способа и уровня легированные азотом пленок ZnO на интенсивность спектров фотолюминсценции пленок (ФЛ) и положение полос ФЛ в УФ области. Определенные условия для получения пленок ZnO p-типа, которые реализуются методом солегирования галлием и азотом, при внесении легирующих добавок из твердой и газовой фазы.
«Влияние термического отжига на морфологию пленок ZnO, легированных азотом» Рочева В.В., Черебыло Е.А., Новодворский О.А., Горбатенко, Л.С., Панченко В.Я., Храмова О.Д.
Для создания оптоэлектронных устройств на базе оксида цинка необходимо получение стабильных пленок ZnO n- и p-типа. Результаты показали что для пленок ZnO , легированных азотом, полученных методом лазерно-плазменного напыления, термический отжиг выше 500 °С ведет к значительному изменению формы и геометрических размеров шероховатости поверхности пленки, средняя высота шероховатости увеличивается в среднем на 8 нм в случае отжига при 800 °С в атмосфере кислорода, до 5 нм в случае отжига при 800 °С в атмосфере азота и до 6 нм в случае отжига при 800 °С на воздухе. Дальнейший отжиг до 1000 °С приводит к резкому увеличению средней высоты шероховатости поверхности пленки до 10 нм и выше.
«Он-лайн диагностика процесса газолазерной резки металлов с помощью многоканального пирометра» Дубров А.В., Завалов Ю.Н.
Технология раскроя листового металла с использованием газолазерной резки широко распространена. В настоящее время имеется проблема повышения качества и надежности лазерной резки при автоматизации этой технологической операции. Проведены исследования динамики движения расплава газолазерной резки непрерывным СО2 лазером с использованием многоканального пирометра с использованием оптоволокна в оптическом блоке пирометра. Представлены результаты измерений локальной яркости свечения расплава и яркостной температуры при лазерной резке низкоуглеродистой стали толщиной 6 и 10 мм в зависимости от скорости перемещения луча и давления вспомогательного газа. Достигнуто пространственное разрешение измерения локальной яркостной температуры около 100 мкм.
«Измерение турбулентных флуктуаций плотности активной среды быстропроточного СО2 – лазера с ВЧ–накачкой в импульсно-периодическом режиме работы» Дубров А.В., Завалов Ю.Н.
Среди ряда важных факторов, влияющих на качество лазерного пучка исследуются и мелкомасштабные неоднородности коэффициента рефракции активной среды, возникающие из-за турбулентности газового потока. В данной работе приведены результаты экспериментальных и численных исследований эффекта изобарического увеличения с ростом энерговклада амплитуды пульсации температуры в турбулентном потоке с неоднородным по объему тепловыделением при импульсно-периодической накачке активной среды СО2 – лазера. Полученные результаты позволили расширить представления о механизме развития т.н. термо-конвективной турбулентности, в том числе в случае импульсного характера энергетического воздействия.
«Сепарация частиц лазерного эрозионного факела а процессе напыления тонких пленок Si» Хайдуков Е.В., Лотин А.А., Мельников Д.Н., Новодворский О.А., Панченко В.Я.
Современные тенденции в микроэлектронике ведут к созданию качественных пленок нанометровых толщин. Постоянно повышаются требования к однородности и гладкости поверхности, получаемых структур. Для создания пленок нужного качества очень перспективен метод лазерно-плазменного напыления, так как в процессе роста участвуют высокоэнергетческие частицы плазмы, что позволяет получать сплошные пленки с высокой адгезией и кристаллическим совершенством. Важнейшим достоинством метода является точный контроль скорости осаждения частиц, шероховатости, однородности. В данной работе с помощью скоростной фильтрации продуктов испарения, образующихся в результате воздействия ИК-лазера, были получены гладкие, однородные эпитаксильные пленки с шероховатостью ~ 1 нм. Определены скорости капельной υ ≤ 0,35 км/с и атомарной составляющей факела υ ≥ 1 км/ч, построены соответствующие распределения частиц.
«Влияние лазерного и термического отжига на спектры фотолюминсценции пленок ZnO» Черебыло Е.А., Горбатенко Л.С., Новодворский О.А., Панченко В.Я., Храмова О.Д.
Методом импульсного лазерного осаждения получены серии пленок ZnO легированные галлием и азотом пни различных условиях напыления и методах введения азота в пленку в процессе напыления. Для напыления пленок р – типа использовались мишени ZnO: (Ca, N) с содержанием CaN – 2, 1, и 0.5ат.%. Термический отжиг был проведен для серий пленок с различным процентным содержанием азота, полученных в вакууме и в атмосфере N2O. После каждой процедуры термического отжига снимались спектры фотолюминесценции и измерялось электрическое сопротивление пленок.
Трудно переоценить роль молодых учёных в перспективах развития передовых научных направлений, к которым относятся и вопросы взаимодействия концентрированных потоков энергии с веществом. Возможность живого общения студентов и аспирантов с ведущими учёными страны, творческие обсуждения научных достижений и перспективы дальнейшего развития науки способствуют воспитанию новых молодых высококвалифицированных научных кадров. Жизнь подтвердила потребность интеграции творческих усилий академических и вузовских организаций в решении актуальных проблем развития высоких технологий и необходимость проведения подобного рода симпозиумов и научных школ.
Основными результатами работы Школы следует считать:
- Повышение уровня профессиональной подготовки студентов и аспирантов, обсуждение наиболее актуальных проблем, эффективный обмен мнениями и информацией о тенденциях и перспективах исследований концентрированных потоков энергии в применении к космической технике, электронике, экологии и медицине; развитие активных элементов обучения за счёт непосредственного контакта молодых учёных с ведущими специалистами, предоставления студентам и аспирантам возможности доложить свои результаты, отстаивать свою точку зрения в дискуссиях и учитывать критические замечания в дальнейшей работе.
- Выступления на Школе широко известных в стране и за рубежом наших ведущих учёных является крайне полезным для молодых учёных, расширяет их кругозор, знакомит с самыми последними научными достижениями и разработками.
- Издание сборника материалов IX Межвузовской научной школы молодых специалистов, адресованного преподавателям, научным сотрудникам, аспирантам и студентам высших учебных заведений и академических институтов.
Доклад аспиранта Хайдукова Е.В.(IX Межвузовская школа молодых специалистов)
м.н.с. Паршина Л.С. на IX Межвузовской школе молодых специалистов
Участники IX Межвузовской школе молодых специалистов
м.н.с. Хоменко М.Д. на IX Межвузовской школе молодых специалистов
Участники IX Межвузовской школе молодых специалистов слушают очередное выступление
