Oblique Deposition of Ti/Pt/Au Electrode on Photonic Crystal for Vertical Current Injection

We describe a device for inter-chip or intra-chip optical communications that contains the Circular Defect in photonic crystal (CirD) lasers array driven by vertical current injection. In order to improve the conductivity of the structure while also preventing current leakage, we introduce the oblique deposition of electrodes on a photonic crystal pattern by using an electron beam evaporation apparatus. The performance of an electrode is investigated by a transmission line method, and the CirD structure is fabricated with the electrode. We analyze the voltage-current relationship and confirm the CirD structure’s low resistance of under 1 kΩ.

The Effect of the Metal Phase on the Compressive and Tensile Stresses Reduction in the Superhard Nitride Coatings

The influence of the compressive and tensile stresses forming in the nanostructured Ti–Al–N coatings during deposition on their physical-mechanical properties was studied. The modifying influence of metal components (Ni and Cu) introduction into Ti–Al–N coatings, which do not interact with nitrogen and have limited solubility with the nitride phase, was also under research. Coatings were deposited on WC–(6 wt.%)Co carbide cutting inserts with an arc-PVD method using a cathodic vacuum arc evaporation apparatus. The introduction of Ni and Cu to the composition leads to the reduction of nitride phases grain size in both investigated coatings from 120 to 10–12 nm for Ti–Al–Cu–N and to 15–18 nm for Ti–Al–Ni–N. Thus, the hardness increases from 29 to 43 and 51 GPa for the mentioned above coatings, respectively. Meanwhile, Ti–Al–Cu–N and Ti–Al–Ni–N coatings are characterized by tensile stresses about 0.12–0.32 MPa against the much higher value of compressive stresses in Ti–Al–N coatings (4.29–5.31 GPa). The modification of Ti–Al–N coatings also leads to the changing of their destruction mechanism during the scratch-test. The critical loads characterizing the emergence of the first cracks in the coatings and complete abrasion of the coating (Lc1 and Lc3) were determined. They had the value of 20; 22 N (Lc1) and 64; 57 N (Lc3) for Ti–Al–Ni–N; Ti–Al–Cu–N coatings, respectively. The Lc1 parameter for Ti–Al–N coatings was much lower and was equal to 11 N. Along with those, Ti–Al–N coatings destructed according to the adhesion mechanism when the critical load was 35 N. In addition, the decreasing level of compressive stresses in Ti–Al–Cu–N and Ti–Al–Ni–N coatings as compared to that in the Ti–Al–N coating, their crack resistance during multi-cycle shock-dynamic impact test was significantly higher. The results can indicate that high hardness and crack resistance of the coatings is to a greater extent determined by coatings nanostructuring, not the stresses value. In addition, it confirms the possibility to obtain coatings with low stresses value while maintaining their superhardness.

Construction and Ion-Beam Characterization of Nuclear Targets

We report on the construction and ion-beam characterization of nuclear targets and thin films as part of the ongoing NuSTRAP group research program at the University of Athens. Two different techniques were used for the preparation of new targets, depending on the desired material and thickness. Self-supported, natural silver targets were manufactured by Physical Evaporation Deposition (PVD) through electrical resistance heating, using the evaporation apparatus at the INPP (NCSR “Demokritos”). Thick iron targets were constructed using the rolling technique at the INRASTES (NCSR “Demokritos”) facilities. The Rutherford Backscattering Spectrometry (RBS) was employed to characterize the newly manufactured and existing targets using proton and deuteron beams accelerated by the Tandem Van de Graff Accelerator (at INPP) at several energies. The results from the analysis of experimental spectra and corresponding simulations carried out with the simNRA software package are presented.

МЕТОДИКА РОЗРАХУНКУ ПРОЦЕСУ КОНЦЕНТРУВАННЯ ХАРЧОВИХ РОЗЧИНІВ ТА ЕКСТРАКТІВ У МІКРОХВИЛЬОВОМУ ВАКУУМ-ВИПАРНОМУ АПАРАТІ

Для інтенсифікації процесу вакуум-випарювання запропоновано забезпечити рівномірність енергопідведення і виключити проміжний теплоносій за рахунок використання мікрохвильових технологій. При мікрохвильовому підведенні енергія надходить безпосередньо до молекул води в продукті, осередки пароутворення виникають у всьому об’ємі і виконують функцію гріючої поверхні. В результаті експериментального моделювання процесу мікрохвильового вакуум-випарювання розчинів цукру одержано коефіцієнти критеріального рівняння процесу.Наведено методику розрахунку процесу вакуум-випарювання в умовах дії мікрохвильового поля. В основі методики розрахунку критеріальне рівняння процесу випарювання в умовах вакууму та мікрохвильового енергопідведення, змінними якого є число енергетичної дії, безрозмірний параметр площі дзеркала продукту та безрозмірний тиск. Алгоритм включає розрахунки теплофізичних властивостей продукту, геометричних характеристик ємності, швидкості видалення вологи, поточну концентрацію сухих речовин у розчині, необхідну тривалість процесу, витрати енергії та економічні характеристики. Цикли розрахунку повторюються поки концентрація розчину в апараті сягне заданого для кінцевого продукту значення. Наведено результати перевірки запропонованої методики для розчинів цукру, кави, стевії. Встановлено, що відносна похибка для визначеної за алгоритмом швидкості видалення вологи відносно експерименту для розчинів цукру, стевії та кави складає 0,2…12 %.На основі розробленого мікрохвильового вакуум-випарного апарату запропоновано технологію одержання рідкого концентрату стевії – природного цукрозамінника. Екстракт стевії, який направляється на концентрування, одержується у мікрохвильовому екстракторі,а концентрація сухих речовин у кінцевому продукті - близько 12 %. For vacuum-vaporization process intensification it is offered to provide energy supply uniformity and exclude intermediate heat medium by using of microwave technologies. While microwave supply energy comes directly to water molecules in product, vaporization centers appear in whole volume and perform function of heating surface.As a result of experimental modeling of sugar solutions microwave vacuum vaporization the constants of criterion equation are received.The method of calculation of vacuum vaporization under microwave action is given. The base of the calculation method is criterion equation of vaporization under vacuum and microwave energy supply conditions, which variables are energy action criterion, dimensionless parameter of product mirror area and dimensionless pressure. The algorithm includes calculations of product thermophysical properties, vessel geometrical characteristics, water removing velocity, current dry matter concentration, necessary process duration, energy consumption and economical characteristics. Calculation cycles repeat until solution concentration in apparatus reaches the value prescribed for the final product. The results of verification of proposed method for sugar solutions, coffe and stevia extracts are given. It is defined, that relative error for calculated water removing velocity relatively to experiment for sugar, coffee and stevia solutions is 0,2…12 %.On the base of elaborated microwave vacuum evaporation apparatus a technology of production liquid stevia concentrate, a natural sugar substitute, is offered. Stevia extract that is being concentrated is received in microwave extractor. Dry matter concentration in final product is about 12 %.