ivdon3@bk.ru
Квантово-химическое моделирование (HF/MP2, базис cc-pVDZ) свойств единичной молекулы дифенил-2,2',4,4'-тетраамина (ДФТА) позволяет сделать выводы о природе пироэлектрических свойств поликристаллов этого материала, т.к. водородные связи между молекулами в поликристалле слабее внутримолекулярных связей. Анализ микроструктуры фоточувствительных пироэлектрических слоёв ДФТА позволяет предположить, что дипольный момент игольчатых плотно уложенных кристаллитов, ориентированно вытянутых вдоль поверхности плёнки ориентирован перпендикулярно поверхности плёнки. Возможность воспроизводимого управления свойствами ДФТА может быть использована при создании наиболее эффективного пироэлектрического слоя для фотодетекторов инфракрасного диапазона длин волн.
Ключевые слова: дифенил-2,2',4,4'-тетраамин, квантово-химическое моделирование, пироэлектрический материал, тонкоплёночная структура
01.04.10 - Физика полупроводников , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах , 05.27.06 - Технология и оборудование для производства полупроводников, материалов и приборов электронной техники
В работе предложена математическая модель, позволяющая рассчитывать термомеханические
напряжения, возникающие в многослойных полупроводниковых структурах при лазерном воз-действии. Разработанное на основе модели программное обеспечение позволяет определить опти-мальные параметры лазерного воздействии с учетом физико-топологических параметров струк-туры. Модель разделена на две задачи: в первой решается нестационарное уравнение теплопро-водности, а во второй уравнения совместимости и обобщенный закон Гука из теории упругости. Для решения уравнений использовался метод конечных разностей.
Ключевые слова: Лазерные технологии, термоупругие напряжения, метод конечных разностей
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В работе представлены новые схемотехнические решения R-S- и D-триггеров с ЭСППЗУ, а также энергонезависимого сдвигового регистра данных. Показано, что энергонезависимый R-S-триггер может быть эффективно использован в качестве ячейки памяти и одновременно схем записи и считывания для нее, что позволяет значительно увеличить надежность считывания данных из ЭСППЗУ за счет дифференциального считывания каждого бита данных.
Ключевые слова: КМОП, R-S-триггер, D-триггер, сдвиговый регистр, ЭСППЗУ, энергонезависимая память
В статье описано получение чувствительности выходного напряжения для типичной архитектуры ИОН к вариациям параметров элементов. Рассмотрены основные преимущества использования этого подхода при анализе и проектировании схемы. Приведены соответствующие графики чувствительностей. На основе полученных данных сделаны выводы о влиянии отклонений элементов схемы на выходные параметры источника опорного напряжения.
Ключевые слова: чувствительность, источник опорного напряжения, напряжение смещения, групповые отклонения
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Разработаны критерии согласования собственных частот колебаний чувствительных элементов двухосевых функционально интегрированных микромеханических гироскопов-акселерометров LL-типа. Рассмотрены полученные результаты моделирования.
Ключевые слова: микросистемная техника, элементная база, модель, моделирование, гироскоп, акселерометр, сенсор
Алгоритмы поиска точки максимальной мощности часто применяются в преобразователях для отбора максимальной мощности от массива солнечных батарей. В статье приводится краткое описание работы этих алгоритмов, описание способа тестирования на базе математического моделирования в пакетах Matlab, Simulink и SimScape. Для каждого из рассматриваемых алгоритмов выявлены сильные и слабые стороны. Приводятся результаты моделирования и сравнительный анализ таких алгоритмов.
Ключевые слова: точка максимальной мощности, регулятор точки максимальной мощности, солнечные батареи, понижающий преобразователь, сравнительный анализ алгоритмов, алгоритм случайных возмущений, алгоритм постоянного напряжения, алгоритм приращения проводимости
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Предложен аналитический метод расчёта индукционных и индуктивных свойств проводящего цилиндра с азимутальной плотностью вихревого тока. Метод позволяет: рассчитать радиальные распределения азимутальной компоненты вектора напряженности вихревого электрического поля, плотности токов Фуко, удельной тепловой мощности, выделяемой в локальной области проводника; определить зависимости среднего значения ЭДС в кольце, индукционного тока и интегрального омического сопротивления от приведённого радиуса полости цилиндра; вычислить из энергетических соображений индуктивность, вносимую проводящим цилиндром, для электромагнитных полей, в которых между током и потоком существует конечный фазовый сдвиг. Оценки, проведённые для существующих проводников и полупроводников, указывают на то, что больших значений индуктивности можно добиться на низких частотах для материалов с малым удельным сопротивлением и малых значений индуктивности – на СВЧ и КВЧ для материалов с большим удельным сопротивлением.
Ключевые слова: вносимая индуктивность, индукция, вихревое электрическое поле, переменный ток, поток магнитного поля.
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Измерены зависимости от температуры основных параметров моделей p-канальных МОП-транзисторов в широком диапазоне температур – от криогенных до комнатных (20 … 300 К). Предложена универсальная формальная четырехпараметрическая модель, позволяющая аппроксимировать все измеренные в работе температурные зависимости параметров с относительной погрешностью не более 1 %. Модель предназначена для МОП-транзисторов, применяющихся в малошумящих усилителях радиоприемных устройств оптического и инфракрасного диапазона на астрономических спутниках, радиотелескопах и космических обсерваториях. Полученные результаты могут быть использованы для моделирования температурных режимов усилителей на МОП-транзисторах в электронных симуляторах SPICE-типа.
Ключевые слова: МОП-транзистор, параметры МОП-транзистора, криогенные температуры, измерение параметров, температурные зависимости
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Рассматривается метод проектирования элементной базы быстродействующих интегральных систем оптической коммутации УБИС. Предложенный метод обеспечивает автоматизацию проектирования функционально-интегрированных источников-модуляторов оптического излучения, изготавливаемых в едином технологическом цикле
Ключевые слова: оптическая коммутация, интегральный инжекционный лазер, квантоворазмерная гетероструктура, амплитудная модуляция, терагерцовый диапазон
В работе предложена математическая модель и проведено моделирование вольт-амперных характеристик контактов металл-полупроводник с барьером Шоттки, с учетом неоднородного распределения электрически активных примесей в полупроводнике. Разработанная математическая модель учитывает квантово-механические эффекты при переносе носителей заряда в контактах металл-полупроводник с барьером Шоттки и позволяет прогнозировать их вольт-амперные характеристики. Результаты моделирования хорошо согласуются с известными из литературы экспериментальными данными, разработанная математическая модель может быть использована в системах автоматизированного проектирования элементов интегральных микросхем.
Ключевые слова: Диод Шоттки; потенциал; уравнение Пуассона; вольт-амперная характеристика
Разработана автоматизированная система диагностики полупроводниковых структур, предназначенная для измерения вольт-амперных и вольт-фарадных харак¬теристик тестовых структур при различных температурах в широком диапазоне напряжений смещения. Автоматизированная система диагностики полупроводниковых структур позволяет с высокой достоверностью и оперативностью определять параметры глубоких энергетических уровней, профили распределения легирующих примесей, время жизни носителей заряда, энергетический спектр плотности поверхностных состояний и может быть использована при отработке и оптимизации технологических режимов формирования структур твердотельной электроники.
Ключевые слова: Диагностика, динамическая спектроскопия глубоких уровней, спектр, глубокие энергетические уровни, поверхностные состояния, профиль распределения примеси
Методами распыления в поперечном ВЧ-разряде, вакуумной лазерной абляции и химического осаждения из газовой фазы металлоорганических соединений на монокристаллических пластинах-подложках (001) SrTiO3, (100) MgO и (100) Al2O3 получены наноразмерные пленки мультиферроиков BiFeO3, (BiLa)FeO3 и (BiNd)FeO3 толщиной 30 - 300 нм с различной концентрацией ионов Bi, La и Nd в додекаэдрической подрешетке. В работе также впервые изучено влияние обработки в отрицательном коронном разряде на магнитные свойства полученных пленок мультиферроиков.
Ключевые слова: Мультиферроики, магнитоэлектрические материалы, методы получения, пленки, феррит висмута, псевдоморфная структура, магнитные свойства, коронный разряд
01.04.10 - Физика полупроводников , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Приведены результаты измерений основных характеристик электронного модуля, созданного на базе двух специализированных аналоговых микросхем, при регистрации сигналов кремниевых детекторов разной площади от источника альфа- частиц 239Pu
Ключевые слова: кремниевый детектор, зарядочувствительный усилитель, спектрометр, детектор, радиометрическая система, ионизирующее излучение
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Рассмотрены LC нагрузки коллекторных цепей дифференциальных каскадов, а так же оптимизация их добротности. Показано, что возможна оптимизация формы микрополосковой линии с целью увеличения ее добротности.
Ключевые слова: резонансный контур, SiGe, КВЧ диапазон, БиКМОП, монолитная интегральная схема
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Предлагается методика оценки величины коэффициента зернограничной диффузии атомов примеси в металлах путем построения графика зависимости отношения глубин объемной и зернограничной диффузий от отношения коэффициентов диффузии атомов примеси в них. Для этого используется численное решение диффузионной задачи Фишера, свободное от упрощений в моделировании процесса ЗГ диффузии, что позволяет применять методику в экспериментах с широким варьированием параметров диффузионного отжига. Приведены примеры использования методики для оценки величин коэффициента зернограничной диффузии меди в поликристаллическом никеле и отношения максимальных глубин диффузии серебра в зерне и межзеренной областях в субмикрокристаллической меди.
Ключевые слова: металлы, субмикрокристаллические и наноструктурированные материалы, зернограничная диффузия, коэффициент диффузии
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Разработан синтез нанокомпозита FeNi3/C на основе ПАН, FeCl3·6H2O и NiCl2·6H2O, в результате которого впервые под действием ИК нагрева при 400÷700 °С получен нанокомпозит FeNi3/C с размером частиц FeNi3 от 10 до 80 нм, равномерно распределенных в УМ. С помощью термодинамического расчета, основанного на минимизации энергии Гиббса, подтвержден синтез нанокомпозита FeNi3/C при Т=400 °С восстановлением ионов Fe и Ni с помощью H2, выделяющегося в процессе карбонизации полиакрилонитрила при ИК нагреве. Разработанный материал в виде наноразмерных пленок может эффективно использоваться в качестве материала-носителя для сверхплотной магнитной записи информации. Плотность записи информации в таком носителе достигается (85-100) Гб/дюйм2.
Ключевые слова: нанокомпозит, полиакрилонитрил, ИК-нагрев, запись информации, магнитные свойства, углеродная матрица
01.04.10 - Физика полупроводников , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В работе описан аппартно-программный комплекс параметрического оценивания сигналов, с его помощью экспериментально удалось достигнуть точности измерения разности фаз между двумя квазигармоническими сигналами на уровне 10 мкрад.
Ключевые слова: параметрический анализ, техническая диагностика, разность фаз
Тенденции технологического совершенствования электронных микросхем привели к уменьшению их размеров, массы, развитию функциональности и снижению энергопотребления. Это позволяет ставить вопросы разработки возобновляемых микроисточников энергии, которые могут обеспечить электропитание автономных микроэлектронных и микросхемотехнических систем для индикации заряда, учета снегопереноса и т.д.
Целью работы является исследование профиля потенциала электростатического поля в горной местности, который оценивался с точки зрения возможного использования в качестве возобновляемого микроисточника энергии.
Выяснено, что на наветренных сторонах снежных рельефов потенциал электростатического поля превышает в 3 раза аналогичный показатель для подветренных сторон и составляет до 80 В. На полимерных поверхностях (Нейлон, тефлон) потенциал составляет до 3,5 кВ.
Ключевые слова: метелевое электричество, электризация, потенциал электростатического поля, заряд, сальтация, заряженные частицы снега, наноэлектроника, микросхемотехника, возобновляемые микроисточники энергии.
Проведено моделирование процесса перераспределения атомов электрически активных примесей в электрическом поле области пространственного заряда диода Шоттки. Анализ результатов моделирования указывает на возможность контролируемого перераспределения легирующих примесей на глубинах порядка десятков нанометров, обусловленного диффузией электрически активных атомов в электрическом поле области пространственного заряда диода Шоттки.
Ключевые слова: диффузия, область пространственного заряда, диод Шоттки
Методами оптической спектрофотометрии и спектрального анализа в диапазоне длин волн 0,2 – 0,87 мкм исследованы центры окраски (ЦО) в кристаллах редкоземельных галлиевых гранатов (РЗГГ) Gd3Ga5O12 (ГГГ), Gd3Sc1,6Ga3,4O12 (ГСГГ) и Nd3Ga5O12 (НГГ), выращенных по методу Чохральского. Впервые обнаружено, что при выдержке объектов исследования в темноте, в кристаллах ГГГ и ГСГГ образуются нестабильные ЦО с максимумами поглощения λmax1 = 0,243 мкм и λmax2 = 0,275 мкм и концентрацией N ~ 1018 см-3. Предполагается, что обнаруженные ЦО соответствуют дырочным центрам O- , связанным с вакансиями галлия V3-Ga3+ в тетраэдрических и октаэдрических узлах кристаллической решетки, соответственно, и образующимся вблизи комплексов [V3-Ga3+ - V2+O2- ]
Ключевые слова: центры окраски, редкоземельные галлиевые гранаты, кристыллы, метод Чохральского, кристаллическая решетка
01.04.10 - Физика полупроводников , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
На сегодняшний день основным методом серийного производства современных функциональных материалов различного назначения является керамическая технология. При изготовлении многокомпонентных оксидных соединений с использованием керами-ческой технологии трудно достичь высокой однородности химического состава. Для активации смеси исходных компонентов и повышения ее однородности используются химические (соосаждение солей или гидроокисей, распылительная сушка, криохимия) и физические (механо-химический, микроволновой, ультразвуковой) методы. В работе приведены результаты работы по получению Ni-Zn- ферритов марки 2000НН радиационно-термическим спеканием. Исследовано влияние базового состава и легирующих добавок на электромагнитные свойства полученных ферритов. Подтверждена эффективность использования поверхностно-активных добавок для повышения плотности сырых заготовок и уровня параметров. Предложена модель, объясняющая эффективность использования легирующих добавок при радиационно-термическим спекании.
Ключевые слова: никель-цинковый феррит, радиационно-термическое спекание, базовый состав, легирующие добавки, магнитная проницаемость
01.04.10 - Физика полупроводников , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
К перспективным радиопоглощающим материалам наряду с Ni-Zn-ферритами относятся Mg-Zn-ферриты, поскольку они также весьма интенсивно поглощают электромагнитные волны в интервале частот от 50 МГц до 1000 МГц. Основным преимуществом Mg-Zn-ферритов является использование в качестве сырья недорогого оксида магния. В работе приведены результаты исследований по повышению эффективности широкополосных радиопоглощающих магний-цинковых ферритов путем увеличения вклада диэлектрических потерь. Исследовано влияние легирующих добавок и газового режима атмосферы при охлаждении после радиационно-термического спекания на поглощение электромагнитных волн. Подтверждена эффективность охлаждения изделий после спекания в атмосфере с пониженным парциальным давлением кислорода с целью повышения диэлектрической проницаемости. Предложена модель, объясняющая увеличение диэлектрических потерь при охлаждении ферритов в восстановительной атмосфере.
Ключевые слова: радиопоглощающие ферриты, микроструктура, границы зерен, радиотехнические измерения, радиационно-термическое спекание
01.04.10 - Физика полупроводников , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Разработана модель равновесия подвижных элементов микромеханических зеркал. Рассмотрены полученные результаты моделирования.
Ключевые слова: микросистемная техника, элементная база, модель, моделирование, зеркало
"Настоящая статья посвящена вопросам разработки методики моделирования элементов микросистемной техники(МСТ) мембранного типа. В работе рассматриваются перфорированные мембраны и исследуется влияние перфорации на механические свойства мембраны. При численном моделировании работы элементов предлагается использовать эквивалентные механические параметры перфорированных мембран, полученных на начальном этапе моделирования. Это позволит найти оптимальные параметры перфорации, сократит время и ресурсоемкость моделирования элементов МСТ. Для апробации методики были проведены численные эксперименты для двух квадратных мембран со сторонами 1,5 и 3 мм закрепленных по контуру одинаковой толщины. Исследовалось влияния размера перфорации на эквивалентный модуль Юнга перфорированных мембран. "
Ключевые слова: микросистемная техника, численное моделирование, перфорированная мембрана
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В работе исследуются газочувствительные свойства пленок графена на карбиде кремния к NO2 и парам C2H5OH, получены зависимости времени десорбции газов с поверхности графена от температуры. Определен режим получения пленок графена с наилучшими газочувствительными характеристиками.
Ключевые слова: графен, пленки графена на карбиде кремния, газовый сенсор, газочувствительность графена