Оптоэлектронные методы исследования полей излучения тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

"чХ О.Ь8Ш-/Э-виЪЬЧиТХЭ-Ш-1Э«1ГЬЪШиигигШ-й-вП1-'Ь ьгьчт-ь ^ЬШ'ЛГЬ ^циишигич,

РГь См

щгавгзтгь П-Ш-РЪЪ имгпъь , пг„

- ц ДЕК 20(П

бтладзо-итгъ т-исвъгъ ^ьвийпзпмз-виг, о^впыьадрпъшьъ иъо-п'Хьъра

1.04.10 - "к}1ишЬш11пгщ}1£ЬЬр11 к ф^ЬЦфрВДЬЬр^ ф^цЭДш" Лиийшз^прпца^шЦр ф^сфЦш-йшрМшг^фЦщЦиЛ qtupш-p}JтЬЬЬгф рЫ^шйпф q}lqшlllшf^ шицфйшЕф

иьоитьг

ЬРЬЧиЪ - 2000

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ АРМЕНИЯ ЕРЕВАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

АСАТРЯН РУБЕН СИМОНОВИЧ

ОПТОЭЛЕКТРОННЫЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛЕЙ ИЗЛУЧЕНИЯ

АВТОРЕФЕРАТ

ссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук специальности 01.04.01 - "Физика полупроводников и диэлектриков".

ЕРЕВАН-2000

итЬСлфпитйшй рМшй Ьшишшш1|Ь11; ЬрЦиО[1 щЬтш^шО ЬилЗи^ишршСтиЗ:

<ЧилшЦшй цЬЦшфир' ФИ. йшр. фл. ф-^ичпр, щрпфЬипр,

Си.Чшриушй,

"ЧшгитОш^шЬ ойгуг^йш^пийЬр' йшр. чЬш. гу^тпр

Зп1.1ШрршНш13]шй

ФЬо,- |3шр. ч|ил. рЬ^Оиийт <.<4.11рршЬшСушО

ившгшшшр ЦшяйшЦЬрицтр^тО' ЬрЬшСф ощифЦш-ф^Ь^шЦшй ¿шфгийОЬр^

Ч^тшЬЬти^птшЦшй (чСшифтгшл

'Чш21Л1Чшйп1р]П1йо тЬф ЦгийЬОш 2000 р.. » {^шйп кь

ЬрЬшйЬ ицЬтшЦшй ЬшйицишршСф 049 йшиОшсфипш^шО {ипрЬрф 1фитпи5: <шидЬСГ 375049, ЬрЦшй, ЦЬв ЦшйгиЦций, 1:

ишЬйш[ипитр]шС10 ЦшрЬф к Йшйпршйищ Ь"К цршфиршйгшЗ:

иЬгцЗшчЬрп дрЦшй I оЗ^ъ/п

ишийшсфтш^шй [ипрИрг^Ь¿^г/^фВч. йшр. рЬ^йшйги, дЬтш^шО вшртпщшр' —/Ц-ъсёЛ^ти. 1). ешцийридошО

Тема диссертации утверждена в Ереванском государственном.университете.

Научный руководитель: доктор физ. мат. наук, профессор

Г. С. Караян,

Официальные оппоненты: доктор физ. мат. наук

ЮЛ Абрамян канд. физ. мат. наук

Г.В. Абрамян

Ведущая организация: Ереванский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений

Л .

¡часов

Защита состоится

на заседании специализированного совета 049 Ереванского государственного университета по адресу: 375049, Ереван, ул. Алека Манукяна, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ЕГУ.

Автореферат разослан ¿^■Т.Я^ДООО г.

Ученый секретарь кандидат физ. мат. наук,

специализированного сшЖа/ В. П. Калантарян

]8Н<ШМ9-Ь о + ¿¿Ж &-сб,о

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

АКТУАЛЬНОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

Современное состояние оптоэлектроники вообще, а информационной :хники в частности, ставит перед наукой и техникой задачи по исследовании и созданию новых и усовершенствованных элементов приема-передачи [¡формации большого объема, с обеспечением малогабаритное™, мстродействия и низкоэнергопотребляемости. В этом направлении значи-:льную важность приобретают исследования (и создание соответствующих \ементов на их основе) полей излучения, в качестве управляющего нешнего воздействия на неоднородные полупроводниковые структуры ШС). Передача и прием информации оптическим сигналом обеспечит олыпой объем работы систем, так как имеется множество параметров амплитуда, частота , фаза и др.) возможного модулирования оптического нешнего излучения. А квантовый способ передачи информации на большие асстояния производится с минимальным затратом времени и энергии, [оследние работы в этом направлении более чем убедительны. Однако,, в [астоящее время, и в ближайшем будущем, передача информации квантовыми способами смогут войти в жизнь, а операции с ними вряд ли ¡удут совершаться исключительно квантовым образом, хотя бы из-за :верхнизкнх температур порядка 10"7К.

С другой стороны оптические запоминающие устройства, оптические :истемы передачи информации и мониторинга среды оптическими ;игналами, стали возможными, в некотором смысле, незаменимыми :редствами и уже твердо вошли в жизнь.

Таким образом, исследования полей излучения в качестве внешнего управляющего воздействия и носителя ипформацпи, на сложные полупроводниковые (п/п) структуры (многослойные структуры, содержащие р-п переходы) с целью создания многоуровневых п/п элементов, обеспечивающих также работу в системе исчисления более 2-х, в настоящее время представляется более чем актуальным.

Оптоэлектронные методы исследований полей излучения интересны и вс втором аспекте, а именно, выделение и обработка содержащйся в нем информации о. среде, с которой оно взаимодействует. Большое научно-практическое значение имеют такие исследования , проведенные особенно £ земной атмосфере.

ЦЕЛЬ настоящей работы является: Исследование влияния поле» излучения на неоднородные а/а структуры и обоснование создания фотоуправляемых многоуровневых элементов - фотополисторов, дл* применения в качестве элементной базы в информатике, в оптической аналого-цифровой технике и в дискретных фотоприемных устройства» оптико-электронной аппаратуры.

Для достижения поставленной цели необходимо решение следующие задач:

1.Изучение многослойной, в частности, шестислойной р-п-р-п-р-г структуры с целью создания трехуровневого фотоуправляемого элементе (фотополистора), нахождение Вольт-амперной характеристики во внешнее поле излучения, анализ механизмов токопрохождения и составление модельных уравнений.

2.Исследование фотопроводимости относительно тонкого фотополисторг и рассмотрение возможности создания на его основе оптического аналого цифрового преобразователя в Р-ичной системе исчисления.

3. Экспериментальное исследование оптико-физических свойств газовыз сред с помощью полей излучения, разработка методики и аппаратуры дл5 проведения ИК спектрорадиометрических измерений.

4. Разработка методики и соответствующей аппаратуры для оперативной измерения прозрачности атмосферы в области 8 - 14мкм (по данньв метеорологических и нефелометрических измерений) для оценки состояши "оптической погоды", а также показателя рассеяния различных чисты: газов.

НАУЧНАЯ НОВИЗНА работы состоит в следующем:

Исследовано воздействие внешнего ноля излучения в к-ой баз фотополистора, при этом показано, что это влияние входит в ВАХ к-го ]

И)-го переходов пропорционально интенсивности падающего потока с ответствующими коэффициентами.

Изучены некоторые закономерности в трехуровневом фотополисторе.в 1стности, влияние различных типов н топологии освещения, механизмы жопрохождения, при этом для всех характерных параметров получены ормулы, зависящие от универсальных постоянных, параметров злупроводникового материала и самой структуры.

Показано, что эффект плазменно-полевого взаимодействия (ЭППВ) ереносит влияние оптического воздействия в несмежные (несоседние) эласти структуры аналогично электрическому управлению, получены ормулы для характерных токов и напряжений. Установлено, что

А) вблизи точки максимума (на ВАХ) напряжение на данном переходе и всей структуры сильно зависит от механизмов токопрохождения (омический, тепловой с резким переходом, тепловой с плавным переходом), при этом особенно сильно изменяются температурные и оптические зависимости напряжения.

Б) вблизи точек минимума рассмотренные механизмы никакую роль не играют.

Разработана методика измерений спектральной плотности энергетической ркости протяженных и точечных источников теплового излучения и галучены соотношения для определения этих величин в зависимости от радупровочных характеристик и параметров аппаратуры, - а также центрального пропускания атмосферы.

Проведен качественный спектральный анализ инфракрасного спектра (в >бласти от 3 до 5мкм) горячих газовых выбросов в атмосферу. Установлено, 1то в составе выбрасываемых индустриальной трубой газовых загрязнений ¡начительное количество составляют углеводороды. Расчитаны >тносительные количества выбрасываемых газов.

Разработана оригинальная методика определения прозрачности горизонтальных трасс приземной атмосферы в ИК диапазоне, по данным прямых измерений метеорологических и нефелометрических параметров атмосферы. Выведено соотношение для определения средней прозрачности атмосферы в области длин волн от 8 до 12мкм.

Разработана методика, установка и проведены экспериментальные исследования светорассеяния чистого воздуха и углекислого газа I диапазоне от 0,35 до 1,1мкм, оценена погрешность методики измерений.

ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Полученные в представленной работе результата теоретических исследований представляют значительный интерес как с точки зрения развития теории фотоэлектрических свойст! неоднородных полупроводниковых структур, так и по практическому внедрению созданных на их основе новых элементов (фотополисторов) I приборы и системы современной оптоэлектроники,дискретной компютерно» техники и информатики (см. приложение 1 к диссертационной работе).

Результаты экспериментальных исследований, проведенные в настояще! работе, дают возможность созданию ряда приборов и систем (см приложение 2 к диссертационной работе), применяемых при научны) исследованиях оптико-физических свойств газовых сред (в том числе I атмосферы) аэрозольной составляющей и некоторых экологически? параметров атмосферы, в сфере здравоохранения, метеорологии, в сельскол хозяйстве, в военной технике и т.п. Внедрение полученных нами результате] исследований в вышеизложенные области народного хозяйства несомненн! могут привести к большой технико-экономической эффективности.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Результаты диссертеционной рабой докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры оптики и 1 группе прикладной физики и математики Ереванского Государственной Университета. Основные результаты работы докладывались н. Республиканской научно-технической конференции "Метрология и качество (Ереван, 1984г.), на II Республиканской научно-технической конференци] "Современные системы автоматического управления и их элементная база (Ереван, 1986г.), на Всесоюзной научно-технической конференции "Методы 1 средства борьбы с помехами в цифровой технике" (Вильнюс, 1986г.), на I] Республиканской научно-технической конференции "Новые достижения области приборостроения" (Ереван, 1987г.), на первой национально конференции по полупроводниковой микроэлектронике (Дилижан, 1997г.).

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ 1. При освещении к-ой базы фотополвстора, ток управления параметрических ВАХ смежных его переходов пропорционален интенсивности I падающего света соответственно с коэффициентами:

еа

И м>2 ¡Ь2

'х-сН^

1 + уб21,а2

<0,

V

2 /т'025/г м>21Ьг

2. Эффект плазменно-полевого взаимодействия переносит влияние оптического сигнала в несмежные (несоседние) области структуры аналогично электрическому управлению: пэ левому переходу с у'^, = к\1 ; по

правому переходу с ] у2 =

1 +

V

кх1 , которая при к2 —> Опереходит в

случай электрического управления.

3.а. Если оптические окна управления фотополистором разделены коллектором от эмиттеров с утечкой, то характерные токи точек максимумов ВАХ не зависят от интенсивности освещения, но напряжения зависят по разным законам для различных механизмов токопрохождения.

З.б. При размещении оптического окна в смежной базе к эмиттеру с утечкой, токи и напряжения точек максимумов ВАХ зависят от интенсивности падающего света. При этом траектории точек монотонные для безлавинных механизмов (линейная и сублинейная), соответственно для омического и теплового механизмов, а для лавинного механизма имеет максимум.

4. Установлено, что:

А) вблизи точки максимума (на ВАХ) напряжение на данном переходе и всей структуры сильно зависит от механизмов токопрохождения (омический, тепловой с резким переходом, тепловой с плавным переходом и др.) при этом особенно сильно изменяются температурные и оптические зависимости напряжения.

Б) вблизи точки минимума рассмотренные механизмы никакую роль » играют.

5. Для средней ИК области спектра (от 3 до 14мкм) выведены соотношение для спектральной плотности энергетической яркости точечных 1 протяженных тепловых объектов в зависимости от градуировочны; характеристик и параметров разработанной аппаратуры, а также о-спектрального пропускания атмосферы.

6. В составе горячих газовых выбросов (индустриальных дымовы: загрязнений) в атмосферу значительную долю составляют углеводородь (после группы СО и С02 ) и в несколько малых количествах газы И20 502 • Метод позволяет провести качественную оценку относительны: количеств загрязняющих газов.

7. На основе существующей по данным многолетних экспериментальных J теоретических исследований, корреляционной связи между показателе» ослабления атмосферы в видимой области спектра и аэрозольнш рассеянием в ИК диапазоне, установлено однозначное соотношение дл расчета прозрачности атмосферы в ИК области (на горизонтальных трасса: приземного слоя) по прямым измерениям метеорологических 1 нефелометрических параметров, при различных ситуациях "оптическо] погоды", а с использованием новых многозначных элементо: (фотополпсторов) параметры устройства улучшаются на порядок.

ОПУБЛИКОВАНО 24 работ по теме диссертации.

СТРУКТУРА И ОБЪЕМ ДИССЕРТАЦИИ: Диссертационная работа состой из введения, обзора литературных, материалов, четырех глав и заключении Работа включает в себя список цитируемой литературы, 2 приложений 1 состоит из 123 страниц, 33 рисунков, 8 таблиц и 124 литературных ссылок

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Во введении к диссертационной работе обоснована актуальност: исследуемой темы, сформулированы цель, научная новизна, практическа:

(енность работы, а также основные научные положения, выносимые на а щиту.

В обзоре литературных материалов дан аналитический обзор литературы ю теме работы. Обобщено современное состояние исследований по фотоэлектрическим и оптическим явлениям в неоднородных юлупроводниковых структурах (НПС), а также по их применению в толупроводниковой электронике. Проведен анализ вопросов влияния шешнего поля излучения на более сложные полупроводниковые структуры, лаковыми являются электронно-дырочные многослойные структуры.

Обобщено также современное состояние исследований по ипфракрасной [ИК) прозрачности приземной атмосферы, дистанционных ИК :пектрометрических измерений тепловых газовых объектов и горячих газовых выбросов в атмосферу. Проведен анализ вопросов, связанных с измерениями некоторых параметров экологических условий земной атмосферы. Рассмотрены существующие методы измерений ИК полос поглощения паров воды, углекислого газа, а также малых газовых примесей (N20, СО, СН4, N0, 03 и др.) в атмосфере в области длин волн от 1 до 14мкм.

В конце сделаны соответствующие выводы по обзору литературных данных и четко сформулирована постановка задачи и цель работы. Первая глава посвящена теоретическому исследованию воздействия внешнего оптического излучения на кинетику носителей тока в неоднородных полупроводниковых структурах (содержащих р-п переходы). В разд. 1.1 обсуждаются различные способы освещения НПС с оптическим излучением. Рассмотрены вопросы фотоуправляемости НПС с оптическими окнами, размещенные, обычно, по базовым сторонам структуры. Показано, что при освещении НПС, имеющий топологически идентичные оптические окна, однородным световым потоком, поглощение по толщине структуры (для относительно тонких структур) можно считать однородным, что позволит избегать от неоднородности распределения плотности тока по сечению, которая иногда приводит к нежелательным явлениям. В разд.1.2 рассмотрено влияние фотогенерации на кинетику частиц, с целью исследования возможности создания и свойств структур с многими устойчивыми состояниями (в смысле электропроводности) с оптическим управлением. При предположении, что действие облучения ограничивается

только рождением электронно-дырочных пар в НПС и пренебрежении второстепенными для нашей задачи поверхностными эффектами и давлением фотонов, с помощью уравнений непрерывности и кинетики в базах структуры с учетом фоторождения носителей получены значения концентраций неосновных носителей и напряжений переходов, а также величин плотностей тока через эмиттер и коллектор. Получены также распределения концентрации неосновных носителей в базовых областях структуры. Показано, что влияние освещения на координатное распределение неосновных носителей в квазинейтральных базах проявляется как явно - обусловленное рожденными в базе электронно-дырочными парами, так и неявно - в граничных значениях концентрации, обусловленных фоторождением электронно-дырочных пар в смежных переходах. Установлено, что на распределение концентрации неосновных носителей в к-ой базе оказывают влияние фотоны, падающие как на (к-1) и к-й переходы, так и на к-ую базу, а если освещен лишь (к-1)-й переход, то это повлияет на концентраций в к-ой и (к-1)-ой базах, а при освещении к-ой базы, изменится только концентрация неосновных носителей в этой же базе. Разд.1.3 посвящен исследованиям плотностей токов через электронно-дырочные переходы НПС. При условии постоянства тока через любое сечение кристалла и из принятых диффузионных приближений составлены токовые уравнения НПС при освещении. Получены граничные значения создаваемой неосновными носителями тока, с учетом фотогенерацик носителей. С помощью полученных в предыдущем разделе результатов выведены формулы для плотностей токов через прямо и обратно смещенны« переходы. Проведен подробный анализ токовых уравнений и выяснен смыс/ каждого члена, обусловленный влиянием света. Показано, что пр! освещении многоуровневость системы сохраняется и становитс! управляемой светом. В разд.1.4 проведено исследование фотопроводимост! НПС . с учетом поверхностной рекомбинации. Изучено явлени< фотопроводимости четырехслойной р-п-р-п относительно тонкой структуры при монохроматическом освещении второй базы (п-область). Выведень формулы для распределения концентрации неосновных носителей ] плотностей токов с учетом фотогенерации. Показано, что влияли поверхностной рекомбинации на электрофизические коэффициент!

груктуры не связано с освещением, так как эти коэффициенты являются «утренними характеристиками среды. Установлено, что значение фототока едленно убывает с ростом поверхностной рекомбинации, что связано с меныпением эффективной времени жизни, следовательно, и диффузионной лины пробега неосновных носителей в базовых областях структуры. Глава вписана на основании работ [2-4, 6-8, 24].

Вторая глава посвящена теоретическому исследованию фотополисторов -шогоуровневых неоднородных полупроводниковых структур, управляемых ¡нешним освещением. В разд. 2.1-2.2 для демонстрации количественного влияния освещения на вольт-амперные характеристики (ВАХ) НПС , а также кля проведения расчета конкретных многоуровневых приборов с оптическим ^правлением решены задачи получения замкнутой, относительно экстремальных значений токов и напряжений, системы токовых уравнений, соторые описывают параметрическую ВАХ шестислойной р-п-р-п-р-п :труктуры при освещении второго и третьего баз однородным световым хотоком. Проведен анализ механизмов токопрохождения и исследовано траектории экстремальных точек ВАХ. Установлено, что характерные величины напряжения в безлавинных механизмах с ростом потока внешнего освещения уменьшаются, причем все эти зависимости линейные, а в случае теплового механизма - квадратичная для резких переходов и кубическая для линейных переходов, что вызвало относительно слабой зависимостью интенсивности тепловой генерации носителей от напряжения. 13 случае лавинного механизма отрицательного дифференциального сопротивления (ОДС), показано, что с ростом интенсивности падающего освещения ток срыва второго перехода растет, а напряжение срыва уменьшается. Найдены траектории характерных точек ВАХ на плоскости при этом показано,

что траектория точек максимума однозначная и линейная для омического механизма, однозначная и параболическая для теплового или омически-теплового механизмов и двухзначная (имеет максимум) для лавинного механизма. Траектория точек минимума не зависит от механизмов токопрохождения через коллекторы с инверсией знака напряжения (ИЗН), а для остальных коллекторов - как описано выше. В разд. 2.3 получены модельные уравнения для трехуровневого линейного фотополистора, и

показано возможность создания оптического аналого-цифрового преобразователя на основе ассиметричной шестислойной структуры.

Глава написана на основании работ [6,7,9,10,21,24].

Третья глава посвящена спектральным исследованиям атмосферы и горячих газовых сред в диапазоне длин волн от 0,4 до 14мкм. В разд.3.1 описаны разработанные методы ИК спектрометрических исследований точечных и протяженных тепловых объектов в области длин волн от 3 до 5мкм, а также основные технические характеристики и принцип работы созданного, специально, для этой цели аппаратуры. Получены формулы для определения спектральной плотности ИК энергетической яркости указанных объектов в зависимости от градуировочных характеристик и параметров аппаратуры, а также спектрального пропускания атмосферы. В разд.3.2 приведены результаты экспериментальных исследований ИК спектров высокотемпературных газовых выбросов в атмосферу. На примере индустриальной дымовой трубы хим. Предприятия, с расстояния Зкм проведен дистанционный спектральный анализ газовых выбросов в диапазоне длин волн от 3 до 5мкм. Установлено, что в составе выбрасываемых газов, кроме основных продуктов сгорания С0,С02, и Н20, присутствуют также группа углеводородов (СН4,С2Н4,С3Нв,С2Н8) ,Ы20 и 502. Показано, что относительное количество углеводородов в 2 и 3,5 раза превосходит количеств Б02 и N30 соответственно. В разд. 3.3 приводятся результаты исследований спектральной прозрачности атмосферы в области от 3 до 5мкм, для дальних пригоризонтальных трасс, дано описание созданной установки. С помощью полученных кривых спектрального пропускания атмосферы, по эмпирическим формулам определены эффективные количества водяных паров и углекислого газа на трассе визирования. Показано, что полученные результаты находятся в хорошем согласии с синхронными измерениями метеопараметров.

Глава написана на основании работ [1,5,11-15].

Четвертая глава посвящена исследованиям прозрачности атмосферы £ области длин волн от 0,4 до 14мкм на основе прямых нефелометрических к метеорологических измерений. В разд.4.1 изложена разработанная методике оптико-физических измерений показателя ослабления атмосферы (илг

¡етеорологической дальности видимости 5М) в области длин волн от 0,4 до ,1мкм , приведены основные технические параметры и принцип работы :пециально созданной аппаратуры для автоматического измерения и >бработки результатов спектральной прозрачности атмосферы в диапазоне ^лин волн от 1 до 14мкм. В разд.4.2 с помощью специально изготовленной остановки экспериментально исследованы коэффициенты светорассеяния шстых газов, в частности, воздуха и углекислого газа для дальнейшего троведения оптической градуировки основной измерительной аппаратуры. Остановлено, что измеренные с помощью разработанной установки значения коэффициентов светорассеяния чистого воздуха и углекислого газа (на ушнах волн 0,35 ; 0,55 ; 0,70 ; 1,1мкм) отличаются от теоретически >жидаемых величин всего на 1-2%. В разд. 4.3 изложена разработанная эригинальная методика определения ИК прозрачности приземной атмосферы в области длин волн от 8 до 12мкм. Показана возможность определения спектральной прозрачности атмосферы (облаков и туманов) в ИК области по данным о их прозрачности в видимом диапазоне длин волн, гак как теоретическое и экспериментальное решение второй задачи существенно проще. Выведено соотношение между ИК спектральной прозрачностью атмосферы и измеренными значениями показателя ослабления в видимом диапазоне спектра. Установлена зависимость прозрачности от дистанции визирования. Оценена погрешность разработанной методики, которая при средних метеоусловиях оказалась порядка ± 6%.

Глава паппсапа на основании работ [16-20, 22-24].

В заключении сформулированы основные результаты, полученные в работе.

В приложении 1 даны некоторые прикладные рекомендации по конкретному применению фотополисторов в качестве фотоуправляемых полупроводниковых элементов.

В приложении 2 представлено описание и состав передвижного оптико-электронного измерительного комплекса основных экологических параметров приземной атмосферы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Исследованы способы освещения неоднородных п/п структур и выбран для оптоэлектронной информатики оптимальный метод освещения, при котором изучены ряд кинетических явлений в многослойных биполярных структурах и найдены координатные распределения полей, концентрации и потоков носителей зарядов.

2. Получена параметрическая ВАХ шестислойной структуры во внешнем поле излучения.

3. Проведен анализ влияния внешнего поля излучения при разных механизмах токопрохождения через НПС. Установлено, что на плоскости (V,.!) :

А) Зависимость координаты точек максимума (т.е. траектория) однозначная и линейная для омического механизма, однозначная и параболическая для теплового или омически-теплового механизмов (причем квадратичная или кубическая для резкого и диффузионных переходов соответственно). Двухзначная (имеет максимум) для лавинного механизма.

Б) Траектория точек минимума не зависит от механизмов токопрохождения через коллекторы с ИЗН, а для остальных коллекторов - как описана в пА).

4. Установлена возможность создания трехуровневого фотополистора (в том числе и линейного) на основе ассиметричной шестислойной структуры и получены для него модельные уравнения.

5. Рассмотрено применение многовходового фотополистора в качестве оптического АЦП и обсужден принцип действия модельного варианта такого устройства.

6. Проведено исследование влияния поверхностной рекомбинации на фотопроводимость тонких НПС. Установлено, что ее влияние можно учесть через физические коэффициенты структуры (токов насыщения, коэффициентов переноса). Найдены аналитические выражения для поправок в этих коэффициентах за счет поверхностной рекомбинации.

1. Показано возможность применения фотополисторов в основе таких приборов и систем оптоэлектроники, фотовычислительной техники и многозначной электроники, как фотоэлектрические кодопреобразователи, логические схемы "шт-тах", троичные аналого-цифровые оптроны, автоматические системы распознавания расположения объектов по полям и др. Рассмотрены некоторые вопросы технологии и топологии создания фотополисторов, и обсуждены критерии устойчивости предлагаемых структур к внешним электромагнитным помехам.

8. Разработана методика и создана аппаратура для проведения дистанционных ИК спектрорадиометрических исследований точечных и протяженных тепловых объектов в атмосфере.

9. с расстояния Зкм получен ИК спектр высокотемпературного газового выброса (индустриальной трубой) в атмосферу, обнаружены эмиссионные полосы таких газов, как со, с02, группы углеводородов (сн4, с2н4, с2н„,с2н8), ы20 и бо2.

10. Проведена оценка относительного (по отношению к группе СО и СО,) содержания этих газов в составе выброса. Установлено, что количество углеводородов в 2 и 3,5 раза превосходит количеств 502 и Х20 соответственно.

11. Определена эффективная температура исследуемого объекта, которая оказалась порядка 500-600°К.

12. С помощью соответствующей установки па горизонтальной дистанции 1=1500м измерено спектральное пропускание атмосферы в области длин волн от 2 до 5,5мкм, с четко выделенными полосами поглощений 2,7мкм Н20 и 4,3мкм С02. По экспериментальным данным спектрального пропускания и существующими эмпирическими зависимостями определены количество водяного пара и углекислого газа на дистанции,

13. Разработана методика и создана специальная аппаратура для оперативного измерения прозрачности атмосферы в ИК области, а также для измерения метеорологической дальности видимости в диапазоне от 0,1 до 300км.

14. Разработана методика и создана специальная установка для проведения оптической градуировки измерительной аппаратуры и исследований коэффициентов светорассеяния чистых газов и различных газовых сред.

15. Проведены количественные измерения показателей рассеяния чистого воздуха и углекислого газа на четырех длинах волн в области от 0,35 до 1,1 мкм. Установлено, что отношение измеренных коэффициентов рассеяния углекислого газа и воздуха отклоняется от теоретически ожидаемой величины всего на 1-2%.

16. Разработана специальная программа для проведения расчетов на ЭВМ при определении прозрачности атмосферы (при различных оптических ситуациях) в области длин волн от 8 до 12мкм и метеорологической дальности видимости SM от 0,1 до 300км, для горизонтальных трасс приземной атмосферы длиной от 0,1 до 5км.

17. Разработана рекомендация по созданию передвижного измерительного комплекса экологических исследований атмосферы (см. Прилож. 2 к диссертационной работе).

Основное содержание диссертационной работы изложено в следующих

публикациях:

1. Асатрян P.C., Хачатрян Г.Х., Файнберг Э.М., Хачатрян Ж.В., Погосян ГА. Об изменениях атмосферной экстинкции в Бюракане, Сообщ. Бюрак. Обсерв., 1982, т.53, с. 118-123.

2. Асатрян P.C., Джереджян АА., Караян Г.С., Хачатрян Г.Х. Распределение концентрации неосновных носителей у границ электронно-дырочных переходов с учетом фотогенерации носителей, Тез. Докл. Республ. Научно-тех. Конф. "Метрология и качество", Ереван, 1984, с.67-68.

3. Асатрян P.C., Джереджян АА., Караян Г.С., Мелконян AB., Терзян A.B. Фотоэлектрический кодопреобразователь, Тез. Докл. Республ. Научно-тех. Конф. "Метрология и качество", Ереван, 1984, с. 64-65.

4. Асатрян P.C., Джереджян АА., Караян Г.С., Мелконян AB., Хачатрян Г.Х. Многоуровневая логическая оптоэлектронная схема "min-max". Тез. Докл. Республ. Научно-тех. Конф. "Метрология и качество", Ереван, 1984, с. 7778.

5. Погосян С.Г., Мирзоян АА., Сардарян Т.В., Хачатрян Р.В., Асатрян P.C. Тепловизионный прибор для обнаружения скрытых очагов горения, Тез. Докл. Республ. Научно-тех. Конф. "Метрология и качество", Ереван, 1984, с.56.

. Караян Г.С., Джереджян АЛ., Асатрян P.C. Теоретические исследования некоторых характеристик фотополисторов, Изв. АН Арм.ССР, физика,

1985, т.20, вып.2, с. 85-90.

. Караян Г.С., Джереджян АЛ,, Асатрян P.C. Теория фотопроводимости

полисторов, Изв. АН Арм.ССР, физика, 1985, т.20, вып.З, с. 160-165. . Асатрян P.C., Джереджян АА., Караян Г.С., Терзян A.B., Халикян О.О. Автоматическая система распознавания расположения объектов по полям в антагонистических играх, Тез. Докл. II Республ. Научно-тех. Конф. "Современные системы автоматического управления и их элементная база", Ереван, 1986, с. 95-96. . Караян Г.С., Манукян А.Г., Прошян В.П., Асатрян P.C. Технология ■ и • топология конструкции планарного многоуровневого полупроводникового элемента микро и оптоэлектроники, Тез. Докл. II Республ. Научно-тех. Конф. "Современные системы автоматического управления и их элементная база", Ереван, 1986, с. 103-104. i 0. Асатрян P.C. Восприимчивость цифровой полисторной системы к помехам влияющем на ее состояние, Тез. Докл. Всесоюз. Научно-тех. Конф. "Методы и средства борьбы с помехами в цифровой технике", Вильнюс,

1986, с. 141-142.

11. Асатрян P.C., Гюлбудагян P.P., Сидоренко В.И., Хачатрян Р.В. Аэрозольный спектрометр, Тез.докл. II Республ. научно-тех. конф. "Современные системы автомат, управ, и их элементная база", Ереван, 1986, с.91.

12. Разработка и изготовление инфракрасного спектрорадиометра "Клин": Отчет о НИОКР (заключ.)/ п/я A-I376: Руков. Работы Р.С.Асатряп, No Д-4115, Ереван, 1987, 143с.

13. Асатрян P.C., Казарян М.С., Погосян С.Г., Сардарян Т.В., Торосян АА. Блок электронного управления универсального спектрорадиометра, Тез. Докл. III Республ. Научно-тех. Конф. " Новые достижения в области приборостроения", Ереван, 1987, с. 27.

14. Асатрян P.C., Арабян С.М., Максимюк B.C., Хачатрян Г.Х. Выносной блок автоматического полевого нефелометра, Тез. докл.Ш Республ. научно-тех. конф."Новые достиж. в обл. приборостроения" Ереван, 1987,с.24.

15. Асатрян P.C., Антонян АА., Арабян С.М., Гарибян М.С., Погосян С.Г. Пульт электронного управления автоматического полевого нефелометра, Тез.

Докл. III Республ.. Научно-тех. Конф. "Новые достижения в области приборостроения", Ереван, 1987, с. 23.

16.Асатрян P.C., Максимюк B.C., Чокандарян MA Камера оптической калибровки автоматического полевого нефелометра, Тез. Докл. II] Республ. Научно-тех. Конф. "Новые достижения в области приборостроения", Ереван, 1987, с. 28.

17. Разработка методики расчета и расчет коэффициентов аэрозольногс ослабления атмосферы в области длин волн 0,4-14мкм: Отчет о НИ! (заключ.)/, Ереванский- Гос. Университет, No ГР- 01860067362, Ереван 1987, 76с..

18. Асатрян P.C., Антонин АА., Гарибян М.С., Погосян С.Г., Сидоренко В.И Оптико-электронный датчик аэрозольного спектрометра, Тез. Докл. Ill Республ. Научно-тех. Конф. "Новые достижения в области приборостроения", Ереван, 1987, с. 21.

19. Асатрян P.C., Антонян АЛ., Арабян С.М., Гарибян М.С., Хачатрян Г.Х Анализатор импульсов аэрозольного спектрометра, Тез. Докл. III Республ ' Научно-тех. Конф. "Новые достижения в области приборостроения"

Ереван, 1987, с. 22.

20. Асатрян P.C., Сидоренко В.И. Оптическая градуировка аэрозольной спектрометра, Тез. Докл. III Республ. Научно-тех. Конф. "Новы< достижения в области приборостроения", Ереван, 1987, с. 29.

21.Караян Г.С., Джереджян АА., Манукян А.Г., Макарян АА, Асатрян P.C. Хачатрян А.Л. Способ включения полупроводникового прибора, AC ССС1 No 1448970, 1988 (заявка No 4226281, 1987).

22. Асатрян P.C., Григорян ГЛ., Караян Г.С., Максимюк B.C., Оганесян А.Г Оптико-электронный комплекс для измерения физических параметре] приземной атмосферы, Полупроводниковая микроэлектроника материалы первой нац. конф., Дилижан, май 22-23, Ереван, 1997, с. 121 124.

23. Асатрян P.C., Арутюнян С.О., Гаспарян Ф.В., Караян Г.С., Мерян Г.К Оганесян А.Г. Некоторые достижения оптоэлектроники в облает] медицинского приборостроения, Полупроводниковая микроэлектроника материалы первой нац. конф., Дилижан, май 22-23, Ереван, 1997, с. 117 119.

24. Асатрян P.C., Караян Г.С., Макарян АЛ. Фотопроводимость биполярных полупроводниковых структур с учетом поверхностной рекомбинации, Изв. HAH РА, физика, 1999, т.34, No 5, с. 308-313.

UUOflOUQhP

U2tuuiinuiGßQ Офрфий t ouiuintlb^inpnüuJjtiü ЬгциОшЦйЬрп^ öiunujqujjpLUjtiü OUJZinbpfi frG$npüiughiuj|i ni.umi5Giuu[ipi5uJÜQ: U2fmiinujDß[i iunuig|iü bplini qinLfuObpnu! тЬишЦшйпрЬй пшпиЗйипфр^шб t puiqúujilfi6uil| ощшЬ1|ш1|ш'й mqqmüzujüfi fiü$npúuig|iuij|i йишффпиЗо ^Ы(1лрш1|шй(1, huignprç ЬрЦщ

qLnLfuQbpnLÛ hbmiuqnmLluiá t qiuqiujfiû úfi2Uii|iujpfi hG3>npi]uigfiiujti ¿¡ш^шбпиЗо 0,40,14 úl)C¡ ui(ipnLjp^ öuLinmqmjpmjtiü фигт^й U йрш hbinuiqiu йгшЦйшйв'.

UniugftD qLfumú прпг piuqúuJ2bpm р(ицпишр 1^шпт.д4ш0^йЬрлиЗ ЬЬшш-qnmiiuió hü 1фйЬт[\1) bpUmjpûbp lupuiiußtiO tiumujquijpiuj|iû гцигтпиЗ, qmüiliuö Ьй Lhgßml<(ipöbpli, hnumüßübph U rçtu2inbp[i l)nnprtfiüujinujj[iü рш2[игиййЬрр: Ьй^ицЬи GiuL púüiuriL¡i¡uió bü hnuuiGgiuügljUigúiuG шшррЬр übftímüfiqüübpfi mqrçbgnipjntûp фчтшйщЬриуЬй pDni.piuqá[i фии:

bpljpnpr). q^furiLÚ пшпиЗйилфрфиб Ьй |niuuiribl)iu4ujpilnri ujnihuLnnpujfiG 1}шптд1^ш0рОЬп puiqüuipcfbß wpuiúuipujGni.pjiuü, |iG$npdiugfiuijti L ощто-t|b4inpnü|iljujjti Ьшйшр: ишийш^пршщЬи гфтшрЦфиб t puiqúuipdbp фптпщп^и-uinpfi hfiúuiG фш luGuii.nquipitujjl'iG ффш^Ьриц^Ь uinbrióúiuQ hûuipiu4npnt.pjni.D|]: ипг^шфрфиб t ûujIi úiu4bpUiujpuijtiG nbljnúp|iGujgfiU)jti rvpufai[npnLi5D иц|шйшр ирт^итпрйЬргий:

bppnpfj. qinifuQ 04Ьр1{шд t inuifî qtuqiujfiG opbl^wGbpfi hbnuihujp (3 l|i5) [чйфршЦшрфр ищЬЦшрш^шфйшйо: игш^шй t йЬрпгфЦш U Ьшйшцшшши^ишО ишррифрпиЗ úpDninpin ujpinuiGbinilnri inuip qiuqiujjiû quiüqiliuáübpfi npuiljiuljuiG ищЫ)1прш|_ ilbpinutäuiG hiuúuip: Лрпгфиб Ьй uipqjruüaipbpiuljujü lupmiuGbuiiuiiGbph 4йшиш1)шр ú[i 2шрр qiuqbph ИшршрЬрш^шй pujûiuljnLpjni.ûGbpG :

Эпррпрг) qtfuniü гшрш^рЦшб t (ЗрйгцпршЬ [Шфрш^шрСфр pujifiiuügfi^nipjujü прпгйшй uliqpmOEnpbO йпр ЬцшйшЦ: 'Пштршиин^шб ЬшттЦ uuippiui|npi5ujü úhgngnil ¿шффий t C¡b 2ШРВ ütußiup qiuqbpli inLjuJi ¿¡п^пщшр дрйшй qnpйшl^|^9D: и2ш1ц[ш6 t GuiU i3pGn|.npm[i tl)ninq|iiu4uiG hbiniuqnmmpjni.GGbpfi niGtiiJbpuuii ommnt|bl4inpnûujjfiû hiuúuj|jipti uinbqáúuiü inbtuGni.nq|iu)l|U]G bppmr\tiû: