ivdon3@bk.ru
В работе впервые с использованием современных аналитических методов изучен фазовый и примесный состав катодных сплавов Pd-Ba, полученных по промышленной технологии. Установлено, что концентрация вредных примесей (C, Zn, Ba, Cu) в объектах исследования не превышает установленные к данным материалам нормы. Методами просвечивающей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа подтверждена обнаруженная ранее двухфазность сплавов Pd-Ba, из которых одна фаза - интерметаллическое соединение (Pd5Ba), вторая – палладий (матрица), причем интерметаллид очень неравномерно распределен в матрице. В объекте исследования впервые обнаружена нежелательная фаза Pd2О. Установлено, что в сплавах Pd-Ba зерна Pd – крупные (порядка одного мкм), зерна фазы Pd5Ba – от нескольких сотен нм до одного мкм. Во всех зернах наблюдается высокая плотность хаотически расположенных дислокаций. Предложены технологические приемы для улучшения однородности сплава.
Ключевые слова: металлосплавные катоды, Pd-Ba, эмиссионные свойства, просвечивающая электронная микроскопия, рентгенофазовый анализ, примесный состав, коэффициент вторичной электронной эмиссии
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.12.07 - Антенны, СВЧ устройства и их технологии , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В работе впервые с использованием современных аналитических методов изучен фазовый и примесный состав катодных сплавов Pt-Ba, полученных по промышленной технологии. Установлено, что концентрация вредных примесей (C, Zn, Ba, Cu) в объектах исследования не превышает установленные к данным материалам нормы. Методами просвечивающей электронной микроскопии и рентгенофазового анализа подтверждена обнаруженная ранее двухфазность сплавов Pt-Ba, из которых одна фаза - интерметаллическое соединение (Pt5Ba), вторая – платина (матрица), причем интерметаллид очень неравномерно распределен в матрице. Установлено, что в сплавах Pt-Ba зерна Pt – мелкие (в несколько сотен нм), а зерна Pt5Ba – крупные (составляют несколько мкм) и более совершенные. Внутри зерен Pt5Ba имеются напряжения. Предложены технологические приемы для улучшения однородности сплава.
Ключевые слова: металлосплавные катоды, Pt-Ba, эмиссионные свойства, просвечивающая электронная микроскопия, рентгенофазовый анализ, примесный состав, коэффициент вторичной электронной эмиссии
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.12.07 - Антенны, СВЧ устройства и их технологии , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В работе проведены теоретические исследования связанной композиционной системы, состоящей из двух регулярных анизотропно-градиентных планарных структур, главные оси тензоров диэлектрической проницаемости которых совпадают с осями декартовой системы координат, когда их элементы имеют обобщённые пространственные распределения. Для этого воспользовались представлением поля связанной системы совокупностью поверхностных волн смешанного спектра регулярных симмтеричных градиентных анизотропных волноводов и полученной ранее системой связанных интегро-квазидифференциальных уравнений относительно амплитудных коэффициентов взаимодействующих мод. Такой подход позволил проанализировать влияние анизотропии, неоднородности на поперечную и продольную зависимость модовых преобразований. Удалось проследить за модовыми преобразованиями с сохранением поляризации, учесть фазовые соотношения между взаимодействующими модами и функциями изменения материальных характеристик связанных структур и их зависимость от параметров градиентности элементов тензора диэлектрической проницаемости волноведущих сред. Выявлена возможность эффективного управления взаимодействием с модами непрерывного спектра за счёт изменения параметров и характеристик композиционных искусственныхсред. Проведено сравнение потерь в оболочке с таковыми в обычной связанной системе. Отмечено совпадение полученных результатов.
Ключевые слова: связанные регулярные анизотропно-градиентные структуры, поверхностные волны, параметры градиентности элементов тензора диэлектрической проницаемости, потери направляемых мод
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Рассмотрено распространение поверхностных волн в открытых нелинейных анизотропно-градиентных планарных композиционных структурах. Планарная волноведущая структура состоит из четырёх слоёв, диэлектрическая проницаемость внутренней среды которых содержит аддитивные составляющие. Одно из слагаемых зависит от модуля электрического поля по степенным законам. Другое слагаемое представляет собой тензор диэлектрической проницаемости, главные оси которого совпадают с осями декартовой системы координат, повёрнуты на некоторый угол относительно продольной координаты Oz, повёрнуты вокруг поперечной координаты Oy. Элементы тензора диэлектрической проницаемости зависят от пространственных координат по обобщённым законам. Из уравнений Максвелла получены волновые уравнения для поперечных составляющих электрического и магнитного векторов. Найдены новые решения этих квази-дифференциальных уравнений, частными случаями которых является множество известных специальных функций. На этой основе найдены поперечные и продольные составляющие электрического и магнитного полей. В итоге исследования приведены возможные практические приложения полученных результатов.
Ключевые слова: нелинейность, нелинейная оптика, слоистые структуры, поверхностные волны, дискретный спектр, диэлектрические волноводы сложной структуры.
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В работе представлены методика расчета влияния термоупругих напряжений на динамические характеристики инерциальных микромеханических систем (МЭМС). Апробация методики была проведена на вибрационном гироскопе LL типа с электростатическим приводом в диапазоне температур от -40 до 80 оС. Показано, что термоупругие напряжения приводят к сдвигу собственных частот колебаний и изменению амплитудно-частотной характеристики системы. Методика расчета основана на последовательном решении дифференциальных уравнений теплопроводности и обобщенного закона Гука с учетом термонапряжений. Модальный анализ МЭМС и построение амплитудно-частотной характеристики выполняется с учетом преднапряжений, рассчитанных на предыдущем этапе.
Ключевые слова: микроэлектромеханическая система, микромеханический гироскоп, термоупругие напряжения, температурные погрешности, численные методы, амплитудно-частотная характеристика
Предложен метод лазерной диагностики динамической формы ротора гидрогенератора для измерения боя вала с определением траектории оси вращения вала, позволяющий проводить прямые измерения геометрии быстро движущейся поверхности ротора гидроагрегата в реальном времени с высокой точностью без вмешательства в конструкцию генератора.
Ключевые слова: лазерная диагностика, бой вала, гидрогенератор, триангулярный датчик, траектория оси вращения, геометрия поверхности ротора
05.02.02 - Машиноведение, системы приводов и детали машин , 05.02.08 - Технология машиностроения , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Подвижной состав в настоящее время оснащен электроприводом большой мощности. Регулировка частоты вращения, защита двигателей от перегрева и ограничения пусковых токов выполняются при помощи полупроводниковых элементов. Для повышения надежности пускорегулирующей аппаратуры целесообразно использовать малое число полупроводниковых элементов. Уменьшение токов протекающих через пускорегулирующие устройства упрощает электрические схемы управления и регулирования. В качестве основных элементов, авторами предложено использовать терморезисторы. В статье рассматриваются конструктивные особенности исполнения и положительные стороны полупроводниковых поликристаллических термозависимых сопротивлений коаксиального типа большой мощности. Приводятся основные теоретические положения характеризующие работу терморезисторов. Даны алгоритмы для синтеза пусковых реостатов коаксиального типа. Выполнено математическое моделирование различных типов пусковых реостатов выполненных на основе терморезисторов. Представлены графические зависимости, характеризующие пусковые процессы.
Ключевые слова: Терморезисторы большой мощности, терморезисторы коаксиального типа, плотность тока, удельные тепловыделения, критерии подобия, пусковой реостат, пусковой ток, синтез пусковых устройств
05.22.07 - Подвижной состав железных дорог, тяга поездов и электрофикация , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Рассмотрены основные проблемы проектирования низковольтных КМОП ОУ: малый запас по напряжению для усиления сигнала, увеличение диапазона входного и выходного синфазного сигнала и обеспечение устойчивости при включении с обратной связью. Исследованы способы реализации входных и выходных каскадов низковольтных ОУ для технологии 0.13 мкм при напряжении питания 1 В. Рассмотрены способы частотной компенсации ОУ.
Ключевые слова: низковольтные КМОП операционные усилители (ОУ), диапазон входного и выходного сигнала, компенсация эффекта Миллера
В работе рассмотрено влияние масштабирования n-p-n SiGe гетеропереходного биполярного транзистора (ГБТ) на его динамические характеристики. Продемонстрированы изменения максимальной и граничной частот прибора при переходе от технологии БиКМОП с проектной нормой 0,18 мкм к проектной норме 0,09 мкм, а также их зависимость от конструктивно-технологических вариаций прибора.
Ключевые слова: кремний-германий, SiGe ГБТ, БиКМОП, быстродействие
05.12.07 - Антенны, СВЧ устройства и их технологии , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Представлены результаты экспериментального исследования влияния напряжения питания на характеристики физически неклонируемых функций (ФНФ) арбитрового типа. Исследуемые образцы ФНФ были реализованы в процессе уровня 0,18 мкм ОАО «НИИМЭ и Микрон». В ходе исследования было обнаружено негативное влияние систематических вариаций на уникальность ФНФ. Снижение напряжения питания до уровня порогового напряжения позволяет повысить уникальность ФНФ. Кроме того, результаты эксперимента показывают, что надежность ФНФ сильно зависит от точности источника напряжения питания цепочек ФНФ.
Ключевые слова: интегральная схема, идентификация, физически неклонируемая функция, арбитр, Arbiter PUF
Изготовлена серия образцов нанокристаллических пленок оксида цинка методом реактивного магнетронного распыления при различных режимах, при подогреве до 200-250°С и последующем отжиге. Исследовано влияние относительной влажности в диапазоне 25-80% на сопротивление пленок оксида цинка. Установлен характер влияния режимов получения на электрическое сопротивление пленок при различных значениях относительной влажности. Определен оптимальный режим получения пленок оксида цинка методом магнетронного распыления для изготовления газовых сенсоров, при котором влияние относительной влажности на сопротивление минимально.
Ключевые слова: нанокристаллические пленки, оксид цинка, магнетронное распыление, электрическое сопротивление, относительная влажность
Рассмотрены экспериментальные зависимости от температуры основных параметров МОП-транзисторов (удельной крутизны и порогового напряжения) в широком диапазоне температур, включая криогенные. Представлены приемлемые для инженерной практики методы, позволяющие с помощью простых аналитических выражений в виде линейных или степенных функций достаточно точно аппроксимировать экспериментальные температурные зависимости основных параметров МОП-транзисторов. Исследуемые транзисторы предназначены для работы в качестве активных элементов усилительных устройств. Зависимости основных параметров МОП-транзисторов от температуры необходимы для оценки чувствительности, прогнозирования времени работоспособности и оптимизации выбора хладагента для малошумяших усилителей.
Ключевые слова: МОП-транзистор, удельная крутизна, пороговое напряжение, температурные зависимости, аппроксимация, криогенные температуры.
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 рассмотрен механизм формирования поликристаллического гексагонального феррита бария. Рассмотрено влияние легирующих добавок на расположение ионов Fe3+ в гексагональном блоке R и на границе гексагонального и шпинельного блоков (RS). Показано, что именно наличие слабомагнитных или диамагнитных ионов легирующих добавок в этих позициях обеспечивает специфические свойства гексагональных ферритов и их практическое использование.
Ключевые слова: гексаферрит бария, легирующая добавка, магнитные свойства, механизм формирования, анизотропия, поликристалл, намагниченность, мессбауэровская спектроскопия, коэрцитивная сила, температура Кюри
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В статье рассматривается актуальность проблемы перехода на источники питания не требующие обслуживания, в частности для беспроводных датчиков биофизиологических и иных типов сигналов. В качестве пути решения проблемы приводится процесс сбора энергии из окружающий среды. Представлен ряд электронных компонентов, выпускаемых серийно различными фирмами-производителями, для разработки устройств, питающихся от сборщиков энергии. Показано, что в настоящее время наблюдается высокий темп развития интегральных решений для построения сборщиков энергии различного типа.
Ключевые слова: беспроводной датчик, сборщик энергии, интегральное решение, энергопотребление, биофизиологический сигнал
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В статье рассматриваются аспекты применения регистратора ускорений и угловых скоростей для определения мощности, которую развивает человек во время движения. Знание этой мощности при одновременной регистрации электрокардиограммы и, возможно, электромиограммы мышц нижних конечностей позволяет всесторонне оценить работу сердечнососудистой системы. Применение инерциальных модулей в современных кардиомониторах позволит существенно расширить возможности диагностики скрытой ишемии на ранних стадиях этого заболевания.
Ключевые слова: модуль инерциальный, ходьба, чувствительные элементы, датчик угловых скоростей, акселерометр, развиваемая мощность, ориентации твердого тела, кватернионы
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Рассмотрено решение навигационной задачи на основе тесной интеграции инерциально-спутниковых навигационных систем, комплексируемых с одометром, в самом общем случае – без упрощающих допущений о модели объекта, о траектории его движения и т.д. Эффективность полученного решения при пропадании спутниковых сигналов проиллюстрирована результатами численного эксперимента.
Ключевые слова: тесная интеграция, инерциально - спутниковые навигационные системы, одометр, нелинейный фильтр Калмана, непрерывно-дискретная фильтрация
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Рассмотрено решение задачи навигации на основе тесной интеграции инерциально-спутниковых навигационных систем, комплексируемых с одометром, и аппроксимации траектории движения объекта с помощью электронных карт (ЭК) совокупностью ортодромических траекторий. С учетом дискретного характера спутниковых измерений оценка параметров движения осуществляется последовательным применением двух нелинейных гауссовских фильтров: непрерывного – на интервале между спутниковыми измерениями (в т.ч. при их пропадании) и дискретно-непрерывного – при их появлении. Полученные таким образом оценки параметров движения, реализуемые на ортодромической траектории, имея минимальную размерность, обеспечивают принципиально точную привязку оцениваемых координат к истинной траектории движения, определяемой ЭК.
Ключевые слова: тесная интеграция, инерциально-спутниковые навигационные системы, одометр, электронные карты, ортодромическая траектория, гауссовский фильтр
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Работа посвящена синтезу поведенческой модели сенсора линейного ускорения с двумя осями чувствительности в среде Simulink программного пакета MatLab на основе математической модели этого устройства в форме дифференциальных уравнений. Приводятся результаты моделирования динамики синтезированной поведенческой модели сенсора в виде переходных процессов и спектрального анализа при реакции системы на внешние воздействия.
Ключевые слова: микросистемная техника, микроэлектромеханическая система, элементная база, акселерометр, сенсор, конструкция, модель, моделирование, переходной процесс, спектральный анализ
Работа посвящена синтезу поведенческой модели сенсора угловых скоростей в среде Simulink программного пакета MatLab на основе математической модели этого устройства в форме дифференциальных уравнений. Приводятся результаты моделирования динамики синтезированной поведенческой модели сенсора в виде переходных процессов и спектрального анализа при реакции системы на внешние воздействия.
Ключевые слова: микросистемная техника, микроэлектромеханическая система, элементная база, гироскоп, электростатика, конструкция, модель, моделирование, переходной процесс, спектральный анализ
Разработана методика прогнозирования коэффициента газовой чувствительности кондуктометрических сенсоров с чувствительным слоем на основе полупроводника с глубокими энергетическими уровнями в запрещенной зоне. В результате моделирования установлено, что глубокие энергетические уровни могут приводить к существенному увеличению коэффициента газовой чувствительности, а также влиять на хемосорбционные свойства чувствительного слоя.
Ключевые слова: Кондуктометрический сенсор газа, газовая чувствительность, чувствительный слой, полупроводник, глубокие энергетические уровни.
В статье предлагается метод контроля сетевого напряжения в импульсных источниках питания большой мощности без значительного усложнения схемы устройства. Обосновывается необходимость подстройки частоты задающего генератора при изменении напряжения питания инвертора.
Ключевые слова: Импульсный источник питания, коррекция частоты, Контроль сетевого напряжения, дежурный блок питания, прямой ход.
В статье приведена структура и подробное описание работы микросхемы высоковольтного импульсного регулятора автомобильного класса LM5001-Q1, а также рассмотрены основные особенности её применения. Описаны все возможные режимы работы микросхемы, суть способа управления по току и компенсации наклона кривой тока. Объяснены принципы работы схем ограничения тока и тепловой защиты, а также особенности организации внешней синхронизации.
Ключевые слова: LM5001-Q1, микросхема, высоковольтный импульсный регулятор, импульсный преобразователь постоянного напряжения, широтно-импульсное регулирование
Описан холловский градиометр, предназначенный для построения на его основе системы дистанционного магнитного мониторинга технического состояния трубопроводов различного назначения. Датчик градиометра состоит из двух трехкомпонентных холловских преобразователей магнитного поля, размещенных на расстоянии 1950 мм друг относительно друга. Для уменьшения систематической погрешности преобразователей используется специализированный алгоритм измерений. Определение ориентации датчика градиометра относительно оси трубопровода производится с помощью цифровой микроэлектромеханической системы. Результаты измерения градиента, модуля индукции магнитного поля, а также координаты датчика выводятся на жидкокристаллический индикатор и сохраняются на энергонезависимом носителе.
Ключевые слова: магнитометрия, дефектоскопия, градиент магнитного поля, датчик Холла, магнитометр, градиометр, магнитограмма
05.13.05 - Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
В работе рассмотрено решение уравнения Власова для стационарной, однородной, изотропной и слабо нелинейной магнитоактивной плазмоподобной среды методом последовательных приближений. Получено выражение для квазилинейной проводимости, которая при малой индукции магнитного поля перестает зависеть от напряженности электрического поля. Показано что матрица квазилинейной проводимости является симметричной, а ее элементы удовлетворяют классическим соотношениям взаимности. Полученные соотношения могут быть применены при проектировании устройств магнитной микроэлектроники, например, для повышения метрологических характеристик цифрового холловского магнитометра.
Ключевые слова: магнитометрия, дефектоскопия, градиент магнитного поля, датчик Холла, магнитометр, градиометр, магнитограмма.
Исследуется возможность оптимизации одномерного Рамановского усилителя оптических сигналов для увеличения коэфициента усиления проходящих и отраженных сигналов. Усилитель представляет собой набор периодически чередующихся пассивных диэлектрических и активных металлических слоев. Показано, что оптимизация достигается заменой части пассивных слоев активными.
Ключевые слова: рамановское рассеяние, усилитель, фотонный кристалл, нелинейный эффект, фотонная запрещающая зона
05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах