Экологический вестник научных центров Черноморского экономического сотрудничества

Численное решение уравнения Пуассона в n-p переходе с учетом поверхностных состояний

Николай Маркович Богатов — 2024-09-24

Уменьшение размеров полупроводниковых структур с n–p переходами — одна из тенденций развития современной электроники и оптоэлектроники. Физические законы приводят к увеличению вклада поверхностных свойств по отношению к объёмным. Электронные поверхностные состояния обладают электрофизическими и рекомбинационными свойствами, что существенно изменяет параметры субмикронных и наноструктур. Основные свойства n–p переходов объясняются распределением потенциала электрического поля, который является решением уравнения Пуассона. В работе предлагается новая численная модель распределения электрического поля n–p перехода, учитывающая плотность поверхностных состояний. С помощью этой модели выполнено численное моделирование n–p перехода с параметрами, соответствующими реальному диффузионному n–p переходу в кремнии. Показано, что вследствие заполнения поверхностных состояний электронами образуется поверхностный потенциальный барьер протяжённостью 4·10^–9 м, уменьшающий потенциальный барьер, созданный распределением доноров и акцепторов. Значение поверхностнго потенциального барьера определяется моделью образования и заполнения поверхностных энергетических уровней.

Изменчивость потоков и концентрации климатически активных газов на опытных полях Краснодарского края

Сергей Борисович Куклев — 2024-09-24

В рамках программы "Карбонового полигона в Краснодарском крае" выполнены полевые исследования на территории опытного хозяйства "ВНИИМК" в хуторе Октябрьский Краснодарского края, направленные на получение данных об изменчивости потоков и концентрации климатически активных газов на полях с различными культурами. По результатам измерений получен временной ход исследуемых параметров. Проведено сопоставление этих данных с характеристиками соответствующих культур в различных фазах вегетации. Результаты представлены в графическом виде. Приведены методики полевых работ. С учетом полученного опыта даны рекомендации по организации подобных экспериментов.

Выращивание гетероструктур GaInAsSb/GaSb с массивом нанокластеров InSb для фотоэлектрических преобразователей в спектральном диапазоне 800 ≤ λ ≤ 6800 нм

Марина Леонидовна Лунина — 2024-09-24

Методом зонной перекристаллизации градиентом температуры (ЗПГТ) выращены
массивы нанокластеров InSb на поверхности твердых растворов GaInAsSb, изопериодных с подложкой GaSb. Исследована эволюция морфологии нанокластеров InSb на поверхности GaInAsSb в зависимости от температуры и ее градиента, а также от времени кристаллизации. Установлено, что наибольшая плотность в массиве нанокластеров InSb с размерами 45–60 нм. Спектры фотолюминесценции имеют сложную структуру, а излучательная рекомбинация осуществляется через основные состояния в нанокластерах InSb. Измерение спектров фоточувствительности показали расширение спектрального диапазона в сторону длинных волн по сравнению с GaInAsSb/GaSb (с 4200 до 6800 нм).

Исследование композитов с помощью уравнений общей теории ортотропных оболочек в комплексной форме

Петр Геннадьевич Великанов — 2024-09-24

Для расчета пологих и непологих оболочек вращения в условиях различного преобладания жесткости армирования волокон продемонстрированы возможности методики комплексного представления уравнений общей теории ортотропных оболочек.

К исследованию вибрации пластин Кирхгофа на гидроупругом основании

Максим Николаевич Колесников — 2024-09-24

В работе рассмотрена задача о колебаниях слоя жидкости между упругими структурами, вызванных локализованным виброисточником, погруженным в жидкость. Покрытие моделируется системой контактирующих протяженных пластин с осредненными по толщине параметрами. Применением интегрального подхода задача о колебаниях гидроупругой структуры сведена к функциональному уравнению относительно Фурье образов перемещений пластин покрытия, решаемому с помощью метода Винера–Хопфа. В вопросах сейсмологии изучение волнового поля поверхности среды позволяет построить модели естественных тектонических процессов, оценить возможные последствия от воздействий заглубленных источников. Представленный подход может быть использован при исследовании особенностей волновых процессов в гидроупругих средах, моделируемых многослойным основанием, содержащим заглубленные жидкие слои.

Вариационные процедуры оценки мощности источников загрязнения в модели переноса пассивной примеси

Владимир Сергеевич Кочергин — 2024-09-24

В работе рассматриваются вариационные алгоритмы идентификации мощностей для ряда источников постоянной мощности по данным измерений концентрации примеси на конечный момент времени. В процессе реализации вариационной процедуры ассимиляции решается основная, сопряженная и задача в вариациях. Поиск искомых параметров осуществляется итерационно. При реализации алгоритма фильтрации для построения алгебраической системы уравнений используется метод оценки, двойственное представление функционала, преобразование плоских вращений переопределенной системы уравнений, что позволяет осуществить фильтрацию данных и найти искомые значения мощностей источников. В данной работе предложен алгоритм поиска значений мощностей нескольких источников за счет усвоения данных измерений о концентрации примеси. При реализации вариационной процедуры производится интегрирование основной, сопряженной задач и задачи в вариациях. Последняя необходима для поиска итерационного параметра в процессе градиентного спуска. Также приведен алгоритм основанный на применении метода оценки и вариационного алгоритма фильтрации данных измерений. В основе последнего лежит использование процедуры плоских вращений исходной переопределенной системы уравнений и минимизация функционала специального вида. Существенным моментом при построении алгоритма является линейность уравнения переноса, что позволяет рассматривать его решение как сумму решений при задании одиночных точечных источников.

Таким образом, для решения задачи идентификации мощности ряда источников предлагается использование вариационных процедур ассимиляции основанных на решении сопряженных задач и минимизации соответствующих функционалов качества прогноза. Кроме этого представлен алгоритм, основанный на вариационной процедуре фильтрации систем линейных алгебраических уравнений, которые строятся на основе метода оценки и решении серии соответствующих сопряженных задач. Результаты могут быть использованы при решении различных задач экологической направленности в акваториях Азовского и Черного морей.

О различных подходах к решению коэффициентной обратной задачи теплопроводности для неоднородного стержня

Сергей Анатольевич Нестеров — 2024-09-24

Представлены две постановки обратной задачи теплопроводности для неоднородного стержня. В случае первой постановки температура измеряется на торце стержня, в месте действия тепловой нагрузки. Решение обратной задачи строится на итерационном подходе ньютоновского типа, где на каждой итерации решается интегральное уравнение Фредгольма 1-го рода. Получены операторные соотношения, характеризующие чувствительность дополнительной информации к изменению теплофизических характеристик. В случае второй постановки температура измеряется во внутренней точке, а нагружение реализовано на торце стержня. На первом этапе осуществляется итерационный поиск поправок в классе линейных функций, используя дополнительную информацию, измеренную в двух временных точках. На втором этапе осуществляется итерационный поиск поправок в классе квадратичных функций, при этом дополнительная информация измеряется в трех временных точках. Проведены вычислительные эксперименты по раздельной реконструкции теплофизических характеристик.

Изгиб конечного моментного упругого стержня под действием нестационарных нагрузок

Дмитрий Валентинович Тарлаковский — 2024-09-24

Исследуется нестационарный изгиб моментного упругого стержня конечной длины под действием нестационарных нагрузок. Используется система уравнений общей модели тел без дополнительных предположений. Материал стержня предполагается однородным и изотропным. Помимо упругих констант материала учитываются и дополнительные физические параметры среды, необходимые при учете моментных эффектов в материале. В качестве граничных условий на обоих концах стержня используются обобщенные условия шарнирного опирания. Начальные условия предполагаются равными нулю. Для решения задачи используется разложение функций и внешних нагрузок в тригонометрические ряды Фурье. Их подстановка в исходные соотношения приводит к системе уравнений для коэффициентов рядов. Для ее решения используется преобразование Лапласа по времени. В расчетном примере рассматривается изгиб моментно-упругого стержня под действием сосредоточенной силы.