The purpose of this work was to study the synthesis conditions effect on the luminescent and dosimetric properties of aluminum oxide submicron ceramics excited by different types of radiation. We reviewed the research published on the topic of luminescent and dosimetric properties of aluminum oxide and other nanoscale materials. It was found that high-temperature annealing of Al2O3 nanopowder compacts in a vacuum (reducing medium in the presence of carbon) triggers the generation of oxygen vacancies in the oxide, which is confirmed by pulsed cathodoluminescence (PCL) results for the samples under study. It was proved that the samples, when annealed in a vacuum at high temperatures, display maximum thermoluminescence (TL) intensity, which is caused by an increased concentration of oxygen vacancies forming F luminescence center. We obtained a complex of parameters characterizing TL peak at 410 К and thermoluminescence properties and later compared it with the parameters found in references. It was observed that TL peaks intensity at 410 К and 600 K of submicron aluminum oxide depended on the dose of β-irradiation (under 200 Gy) and after electron beams irradiation (under 12 kGy). It was demonstrated that submicron aluminum oxide ceramics would be a promising material to detect ionizing radiation doses in excess of the operating dose range of single crystal α-Al2O3 detectors be more than one order. It was found that the sensitivity of submicron aluminum oxide ceramics after high-dose irradiation returned its initial value when annealed in the atmosphere at the temperature of 600 °C for 1 hour. We analyzed and assessed ecological risks and compliance with safety rules during experimental investigations. / Цель работы – изучение влияния режимов высокотемпературного отжига в восстановительной среде на люминесцентные и дозиметрические свойства субмикронной керамики оксида алюминия. Проведен обзор литературы на тему люминесцентных и дозиметрических свойств оксида алюминия и других наноразмерных материалов. Экспериментально установлено, что высокотемпературный отжиг компактов из нанопорошка в вакууме в сильно-восстановительной среде в присутствии углерода вызывает образование кислородных вакансий в оксиде, что подтверждают спектры импульсной катодолюминесценции исследуемых образцов. Увеличение температуры и времени отжига приводит к росту концентрации центров люминесценции, созданных кислородными вакансиями и, как следствие, увеличению интенсивности термолюминесценции субмикронной керамики оксида алюминия. В результате исследования образцов субмикронной керамики оксида алюминия получен комплекс параметров, характеризующих дозиметрический пик ТЛ (410 К), проведено сравнение найденных параметров с известными литературными данными. Наблюдается зависимость интенсивности пиков ТЛ при 410 К и 600 К синтезированной керамики оксида алюминия от поглощенной дозы β-облучения (до 200 Гр) и при облучении электронными импульсами (до 12 кГр). Установлено, что возврат чувствительности к β-излучению после высокодозного облучения происходит при отжиге в атмосфере при температуре 600 ºС в течение 1 часа. Проведен анализ экологических рисков и соблюдения правил безопасности жизнедеятельности при экспериментальных исследованиях.

Для изучения электрофизических свойств широкозонных полупроводников собран модуль оптической стимуляции в микрозондовой станции CascadeMicrotechMPS150.Стимуляция производится светом полупроводникового лазера с длиной волны 532 нм. Управление лазером производится непосредственно из программы измерения характеристик материалов (написанной в среде LabView) и позволяет изменять мощность от 2 до 225 мВт/с путем изменения скважности управляющих импульсов. Разработан и собран модуль подогрева образца в микрозондовой станции CascadeMicrotechMPS150.Модуль имеет независимое от измерительного тракта управление нагревом и позволяет нагревать образец до 120 °С за 7,5 мин и поддерживать температуру образца с точностью до 0,1 °С. Разработан и собран модуль высокотемпературного отжига материалов. Модуль состоит из двух независимых блоков нагрева (950 ° С и 1300 °С)и позволяет производить отжиг материалов в вакууме и различных газовых средах. Максимальные размеры образца‒(Д х В х Ш, мм) –50х10х10, скорость нагрева в первом блоке до 950°С ‒7.5 мин., во втором до 1200°С‒103 минуты. / To study the electrophysical properties of wide-gap semiconductors, an optical stimulation module was assembled in a Cascade Microtech MPS 150 microprobe station. Stimulation is performed by the light of a semiconductor laser with a wavelength of 532 nm. The laser is controlled directly from the program for measuring the characteristics of materials (written in the LabView environment) and allows you to change the power from 2 to 225 mW / s by changing the duty cycle of the control pulses. A sample heating module was developed and assembled in the Cascade Microtech MPS 150 microprobe station. The module has heating control independent of the measuring path and allows heating the sample to 120 ° C in 7.5 minutes and maintaining the temperature of the sample with an accuracy of 0.1 ° C.A module for high‒temperature annealing of materials was developed and assembled. The module consists of two independent heating units (950 ° C and 1300 ° C) and allows annealing of materials in vacuum and various gaseous media. The maximum dimensions of the sample ‒ (L x W x H, mm) are 50x10x10, the heating rate in the first block to 950 ° C is 7.5 minutes, in the second to 1200 ° C for 103 minutes.

Nitrid hliníku (AlN) je slibný polovodivý materiál s velkou mezerou v pásu. Tenké filmy AlN nacházejí uplatnění v různých elektronických a optoelektronických zařízeních. V první řadě je cílem výzkumu prezentovaného v rámci této disertační práce představit nové prekurzory do procesu ALD pro depozici tenkých vrstev AlN. Navrhované prekurzory jsou lepší než tradiční prekurzory buď v nákladové efektivnosti nebo reaktivitě. Část disertační práce je věnována prohloubení porozumění chemickým procesům, které probíhají během a po depozici. V tomto ohledu bylo navrženo pracovní řešení ke zlepšení chemického složení výsledných filmů a ke zmírnění nedostatků, například oxidace. Dalším důležitým aspektem této studie je důkladná analýza fenoménu vodíku v tenkých vrstvách AlN ALD. Vodíkové nečistoty byly zkoumány pomocí přesných a pokročilých technik patřících do skupin analýzy iontovým paprskem (IBA).