Главная – Журналы – Поиск по журналам

В статье представлены результаты численного моделирования и инверсии данных бокового каротажного зондирования (БКЗ) для определения геоэлектрических параметров нефтегазонасыщенных коллекторов северных месторождений Западной Сибири. Исследование основано на анализе синтетических сигналов БКЗ, рассчитанных для типичной модели ачимовских отложений Ямбургского месторождения, характеризующихся небольшой толщиной коллекторов. Рассмотрено влияние изменения таких параметров, как удельное электрическое сопротивление (УЭС) пласта, толщина зоны проникновения (ЗП) и сдвиг данных по глубине, на сигналы БКЗ. Проведена оценка точности восстановления параметров коллектора с помощью двумерной численной инверсии, выявлены области эквивалентности и предложены рекомендации по минимизации погрешностей. Результаты показали, что наибольшая чувствительность сигналов БКЗ наблюдается к изменению УЭС пласта и толщины ЗП, при этом погрешность определения УЭС пласта составляет до 12%.

Адакиты вулканических комплексов Валоваям и Тымлат образовались в процессе субдукции миоценовой океанической литосферы Командорской котловины под Северную Камчатку и ее взаимодействия с перидотитами мантийного клина. Пост-коллизионные адакитовые дациты палеовулкана Бакенинг (Центральная Камчатка) связаны с деструкцией и плавлением палеослэба мезозойской Кроноцкой микроплиты после коллизии Кроноцкой островной дуги под воздействием горячей подслэбовой астеносферной мантии. Среди микровключений в минералах и в вулканическом стекле адакитов Камчатки преобладают сплавы системы Cu-Ag-Au и хлориды серебра, присутствуют различные сульфиды, самородные металлы, сплавы, оксиды и гидроксокарбонаты халькофильных элементов, ассоциации которых сопоставимы с парагенезисами рудных минералов в эпитермальных и порфировых месторождениях Дального Востока РФ. Адакиты Камчатки характеризуются повышенными содержаниями серебра и золота по сравнению с лавами островных дуг и задуговых бассейнов. Источниками рудных элементов в них могли быть как метаморфизованные базиты субдуцированной океанической коры, так и перекрывающие их металлоносные пелагические осадки. Делается вывод о том, что адакиты, сформировавшиеся в условиях субдукции молодой океанической литосферы (Северная Камчатка), а также плавления более древней океанической литосферы при разрыве и отрыве слэба (Центральная Камчатка) могут быть магматическими прекурсорами развитой здесь медно-золото-серебряной минерализации. Высказывается предположение, что связанные с адакитами металлогенические процессы могут проходить и на конвергентных границах плит других типов, в частности, в обстановке пологой субдукции.

Композитные слои кремния (Si), содержащие синтезированную фазу узкозонного арсенида индия (InAs), представляют интерес с точки зрения расширения области оптического поглощения и фотоотклика Si на ближнюю и среднюю инфракрасную область (λ = 1-3,5 мкм). Исследованы слои монокристаллического Si, подвергнутые последовательной высокодозной имплантации ионами In⁺ и As⁺ с последующим термическим отжигом в печи (твердофазная кристаллизация) или импульсным наносекундным отжигом пучком ионов C⁺/H⁺ (жидкофазная кристаллизация). С помощью методов сканирующей электронной микроскопии, вторичной ионной масс-спектрометрии, рентгеновской дифракции, оптической инфракрасной спектроскопии и фотопроводимости исследованы структурные, оптические и фотоэлектрические свойства композитных слоёв. Показано, что импульсный отжиг приводит к глубокой диффузии атомов As в Si до 1 мкм с образованием твёрдого раствора Si:As, а примесь In вытесняется к поверхности. Термический отжиг приводит к небольшому перераспределению примесей и образованию вторичных фаз InAs и In₂O₃. В обоих случаях достигалась высокая концентрация электронов (∼2 · 10²⁰ см^-3) и регистрировалась интенсивная полоса поглощения с максимумом при 3,6 мкм. Спектры фотоотклика мезадиодов при 300 К показывают область фоточувствительности 0,5-1,2 мкм, сравнимую с типовым Si-фотодиодом. Фотоотклик в области 1,2-2,4 мкм не обнаружен.

Исследован способ модуляции ТГц-излучения, основанный на явлении фазового перехода полупроводник-металл в диоксиде ванадия (VO₂). При термическом разогреве плёнки VO₂ на кремниевой подложке до металлического состояния наблюдается ослабление пропускания ТГц-излучения на ∼80 %. Для двухэлектродных структур с плёнкой VO₂ с межэлектродным расстоянием миллиметровых размеров при нагреве плёнки электрическим током ослабление пропускания составляет лишь ∼42 %. При этом из-за разогрева подложки, на которую нанесена плёнка VO₂, происходит медленная (секундная) динамика охлаждения и обратного перехода плёнки в полупроводниковое состояние. Для увеличения модуляционной частоты до сотен кГц предлагается вместо сплошной плёнки создать структурированную систему из отдельных VO₂-элементов микронных размеров, допускающих гораздо более быстрое охлаждение, что подтверждается экспериментально.

Проведено исследование температурно- и электрически инициированного фазового перехода в тонких плёнках диоксида ванадия методами спектральной и микроэллипсометрии. Показано, что сопротивление плёнки VO₂ резко изменяется более чем на три порядка при температуре около 67 °C, что связано с фазовым переходом полупроводник-металл. С использованием разработанного численного алгоритма решения обратной задачи эллипсометрии из экспериментально определённых параметров Ψ и ∆ рассчитаны спектральные зависимости показателей преломления n(λ) и поглощения k(λ) для полупроводниковой и металлической фазы диоксида ванадия. Установлено, что в ультрафиолетовой и видимой областях спектра изменения n и k при нагреве незначительны, тогда как в ближнем инфракрасном диапазоне наблюдается резкое перераспределение оптического отклика, связанное с фазовым переходом в диоксиде ванадия. Показано, что наибольшие изменения показателей преломления и поглощения происходят на длине волны 1100 нм и составляют от 2,94 до 1,57 и от 0,91 до 1,95 соответственно. Методом микроэллипсометрии зафиксировано обратимое изменение параметров Ψ и ∆ при электрически инициированном образовании тонкого проводящего филамента в диоксиде ванадия между двумя контактными площадками. Полученные результаты демонстрируют перспективность диоксида ванадия для применения в перестраиваемых оптических и оптоэлектронных устройствах ближнего и среднего инфракрасного диапазонов.

Представлены результаты разработки и экспериментального исследования макета датчика теплового потока на основе тонкоплёночного слоя YBaCuO, напылённого методом импульсного лазерного осаждения на монокристаллические подложки Al₂O₃ (1̅102). Предложен технологически простой подход к формированию ориентированных плёнок YBCO без применения дорогостоящих miscut-подложек, обеспечивающий реализацию поперечного термоэлектрического эффекта. Проведены комплексные исследования морфологии, фазового состава и термоэлектрических характеристик плёнок, полученных при различных температурах осаждения. Установлено, что максимальная чувствительность макета датчика теплового потока достигается при температуре 700 °C и составляет 177 мкВ ∙ см²/Вт, что сопоставимо с характеристиками эталонных водоохлаждаемых сенсоров.

Работа посвящена численному исследованию электромагнитных характеристик мультирезонансных метаматериалов, состоящих из микрорезонаторов на основе диоксида ванадия и кремния, предназначенных для работы в инфракрасном диапазоне. Анализируются зависимости спектрального отклика от геометрических параметров метаматериала и контраста коэффициента отражения при фазовом переходе полупроводник-металл в диоксиде ванадия. Показано, что электромагнитный отклик в инфракрасном диапазоне определяется резонансами Ми, плазмонными и квазиволноводными резонансами. Установлено, что гибридные метаматериалы на кремниевой подложке позволяют достигать высококонтрастных переключений коэффициента отражения в более широком спектральном диапазоне по сравнению с аналогичными структурами на кварцевых подложках. Определены спектральные зависимости пороговых мощностей перехода для метаматериалов на кварцевых и кремниевых подложках.

Очистка поверхности InSb от оксидов является важным этапом при эпитаксиальном росте и постростовых технологических процессах, поскольку оксидный слой приводит к образованию дефектов в эпитаксиальных слоях и деградации параметров устройств. Показано, что очистка поверхности InSb от оксидов с помощью отжига в потоке индия позволяет уменьшить максимальную температуру отжига и шероховатость поверхности по сравнению с термическим отжигом в вакууме: среднеквадратичная шероховатость поверхности InSb составила 1,2 нм после очистки отжигом в вакууме при 400 °C и 0,9 нм после очистки отжигом в потоке индия при 355 °C c последующим отжигом в вакууме при 380 °C. Меньшая шероховатость поверхности подложек InSb после этапа очистки позволит улучшить кристаллическое качество выращиваемых эпитаксиальных слоёв. На основе in situ контроля процесса десорбции оксидов методом дифракции быстрых электронов показано, что поток сурьмы замедляет процесс десорбции оксида индия, что приводит к необходимости увеличивать максимальную температуру отжига.

Приведены результаты исследования слоёв Al_xGa_1-xN с различной мольной долей алюминия, выращенных методом молекулярно-лучевой эпитаксии из аммиака на подложках Al₂O₃ методами сканирующей и просвечивающей электронной микроскопии. Показано, что инверсионные домены, присутствующие в буферных слоях AlN, не прорастают на поверхность плёнки при дальнейшем росте слоёв Al_xGa_1-xN с мольной долей алюминия x ≤ 0,2. В слоях с мольной долей алюминия 0,2 ≤ x ≤ 0,5 над инверсионными доменами формируются объёмные платообразные дефекты, простирающиеся на глубину более 200 нм, а при x ≥ 0,5 платообразные дефекты прорастают через весь слой Al_xGa_1-xN.

Рассмотрено численное решение прямой задачи рассеяния для одномерного уравнения Гельмгольца. В рамках метода трансфер-матриц интегральным методом получена неявная разностная схема для трансфер-матрицы, второго порядка точности аппроксимации. На основе стратегии дублирования, теоремы о свёртке и быстрого преобразования Фурье представлен алгоритм ускоренного решения уравнения Гельмгольца, асимптотически требующий всего O(Nlog²N) арифметических операций. Проведено численное моделирование задачи рассеяния на примере экспоненциального гладкого слоя, решение которого известно. Численное моделирование подтвердило точность и высокую скорость работы предложенного алгоритма, необходимую в практических приложениях для оптического и акустического зондирования сред в прикладной оптике и акустике.