Аннотации том 20 № 2, 2015

МИКРОЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ И СИСТЕМЫ

УДК 53.082.743

Преобразователи магнитного поля на основе анизотропных магниторезистивных тонкопленочных структур для работы в широком диапазоне температур

Н.А. Дюжев¹, Н.С. Мазуркин¹, В.С. Поздняков², А.С. Юров¹, М.Ю. Чиненков^1,3

¹Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

²ОАО «Автоэлектроника» (г. Калуга)

³ООО «СПИНТЕК» (г. Москва)

Представлены результаты работ по созданию и оптимизации геометрии преобразователей магнитного поля на основе анизотропных магниторезистивных тонкопленочных структур. Получены преобразователи магнитного поля с нечетной характеристикой с чувствительностью до 23,7 (мВ/В)/(кА/м) и 180-градусный преобразователь угла поворота с амплитудой сигнала 15 мВ/В. На основе проведенных термических испытаний показана возможность эксплуатации разработанных преобразователей в жестких внешних условиях в диапазоне температур от –60 до +150 °С, температурный коэффициент чувствительности при этом составляет –0,35%/°С. Полученные преобразователи апробированы в датчиках угла поворота, оборотов и фазы в автомобильной промышленности. Характеристики разработанных преобразователей показали соответствие аналогам ведущих мировых фирм.

Ключевые слова: анизотропный магниторезистивный эффект; сенсор магнитного поля; магнитные пленки; датчик углового положения; датчик угла поворота; датчик оборотов; датчик фазы.

УДК 621.382

Особенности влияния тока питания на режим работы генератора на лавинно-пролетном диоде с учетом характеристик отраженного сигнала

А.В. Демьяненко

Южный федеральный университет (г. Таганрог)

Проведено теоретическое исследование влияния тока питания лавинно-пролетного диода на режим работы генератора. В качестве дополнительных параметров, оказывающих влияние на режим его работы, рассмотрены коэффициент отражения сигнала от неоднородности в выходной линии передачи и величина временной задержки этого сигнала. Показано, что при различном соотношении этих параметров в генераторе могут возникать следующие режимы: синхронизации; с нестабильностью амплитуды; многочастотный; динамического хаоса; одночастотный; подавления колебаний. Анализ возможных режимов работы генератора на лавинно-пролетном диоде проведен на основе решения уравнения автогенератора. Полученные результаты позволяют оценить область значений параметров, при которых негативное влияние на режим работы генератора будет отсутствовать, а также области значений параметров генератора, при которых можно получить режим генерации динамического хаоса.

Ключевые слова: СВЧ-генератор; лавинно-пролетный диод; хаотические колебания; динамический хаос.

НАНОТЕХНОЛОГИЯ

УДК 621.38-022.532

Исследование методов модификации зондов для атомно-силовой микроскопии критических размеров осаждением углеродных нанотрубок

О.А. Агеев¹, Ал.В. Быков², А.С. Коломийцев¹, Б.Г. Коноплев¹, М.В. Рубашкина¹, В.А. Смирнов¹, О.Г. Цуканова¹

¹Институт нанотехнологий, электроники и приборостроения Южного федерального университета (г. Таганрог)

²ЗАО «НТ-МДТ» (г. Москва)

Представлены результаты экспериментальных исследований модификации зондов для атомно-силовой микроскопии критических размеров (Critical Dimension Atomic Force Microscopy – CD-AFM) осаждением углеродных нанотрубок (УНТ) для повышения точности определения шероховатости поверхности вертикальных стенок субмикронных структур. Исследованы методы осаждения индивидуальной УНТ на острие зонда атомно-силового микроскопа (АСМ), основанные на механическом и электростатическом взаимодействиях между зондом и массивом вертикально ориентированных углеродных нанотрубок (ВОУНТ). Показано, что при расстоянии между острием АСМ-зонда и массивом ВОУНТ 1 нм и приложении напряжения в диапазоне 20-30 В, на острие осаждается индивидуальная углеродная нанотрубка. На основании полученных результатов сформирован зонд с углеродной нанотрубкой на острие (УНТ-зонд) радиусом 7 нм и аспектным отношением 1:15. Исследования УНТ-зонда показали, что его применение повышает разрешающую способность и достоверность измерений АСМ-методом по сравнению с коммерческим зондом, а также позволяет определять шероховатость вертикальных стенок высокоаспектных структур методом CD-AFM. Полученные результаты могут быть использованы при разработке технологических процессов изготовления и восстановления специальных АСМ-зондов, в том числе зондов для CD-AFM, а также при разработке методик межоперационного экспресс-контроля параметров технологического процесса производства элементов микро- и наноэлектроники, микро- и наносистемной техники.

Ключевые слова: нанотехнологии; атомно-силовая микроскопия; углеродные нанотрубки; атомно-силовая микроскопия критических размеров (Critical Dimension Atomic Force Microscopy - CD-AFM); фокусированные ионные пучки.

УДК 621.382.2/.3

Быстродействующие биологические сенсоры на основе однослойных углеродных нанотрубок, модифицированных специфичными аптамерами

К.Ф. Ахмадишина¹, И.И. Бобринецкий¹, И.А. Комаров¹, А.М. Маловичко¹, В.К. Неволин¹, Г.Е. Фёдоров^1,2, А.В. Головин³, А.О. Залевский³, Р.Д. Айдарханов³

¹Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

²Московский педагогический государственный университет

³Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова

Показана возможность создания быстродействующего биологического сенсора на основе композита однослойных углеродных нанотрубок и аптамеров для специфичного обнаружения белков. Изучено влияние на селективность и чувствительность сенсоров поверхностной модификации углеродных нанотрубок. Продемонстрировано, что карбоксилированные нанотрубки обладают большей селективностью к распознаванию специфичного аптамеру белка – тромбина.

Ключевые слова: углеродная нанотрубка; аптамер; тромбин; биосенсор; композит.

СХЕМОТЕХНИКА И ПРОЕКТИРОВАНИЕ

УДК 621.396.2

Маршрут автоматизированного проектирования устройств формирования и обработки сигналов для спутниковых навигационных систем

А.Г. Чебыкин, А.С. Меркутов

Владимирский государственный университет им. А.Г. и Н.Г. Столетовых

Представлены модели аналоговой и цифровой частей приемника ГЛОНАСС, полученные с использованием среды моделирования Matlab Simulink. Исследованы возможности оценки характеристик аналоговой части приемника ГЛОНАСС в САПР ADS, предложен маршрут проектирования на основе построения сквозной модели радиоканала с использованием различных САПР. Рассмотренные модели расширяют возможности для проведения всесторонних исследований радиоканалов в области спутниковой навигации и модернизации существующих устройств приема и обработки сигналов системы ГЛОНАСС.

Ключевые слова: спутниковая навигация; ГЛОНАСС; приемник; модель; маршрут проектирования.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ

УДК 621.398:681.51

Способ централизованного контроля магистральных объектов с различными приоритетами

А.М. Баин, Е.М. Портнов, Чжо Зо Е

Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Предложен способ централизованного контроля, обеспечивающий повышение информативности и оперативности в автоматизированных системах диспетчерского управления, а также использование одного полудуплексного магистрального канала связи для обмена информацией с распределенными контролируемыми пунктами на скорости, максимально возможной для них. Способ обеспечивает устойчивость тактовой синхронизации за счет замены «флагов», которые в ISO 13239 полностью заполняют паузы между передачей информационных сообщений, на однобайтные «меандры», состоящие из чередующихся сигналов «1» и «0».

Ключевые слова: информационный обмен; централизованный контроль; оперативность; магистральный канал связи; контролируемый пункт; диспетчерское управление.

УДК 528.831

Автоподбор параметров синтеза радиолокационного изображения, полученного с радиолокатора с синтезированной апертурой

М.А. Гурьянов, А.А. Прокофьев

Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Описан способ предварительной быстрой фокусировки радиолокационного изображения, регистрируемого радиолокатором с синтезированной апертурой, установленным на малом летательном аппарате. Предложенный алгоритм обеспечивает подбор параметров путем оптимизации целевой функции и позволяет получить радиолокационное изображение с разрешающей способностью менее 1 м.

Ключевые слова: радиолокационное синтезирование апертуры; автофокусировка радиолокационного изображения; алгоритм синтеза радиолокационных изображений.

ИНТЕГРАЛЬНЫЕ РАДИОЭЛЕКТРОННЫЕ УСТРОЙСТВА

УДК 681.325.36

Особенности проектирования многоканального прецизионного генератора аналоговых сигналов

Н.О. Крыликов, М.Л. Плавич

Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Рассмотрены особенности проектирования 12-канального 24-битного генератора аналоговых сигналов, предназначенного для исследований и испытаний сложной радиоэлектронной аппаратуры. Представлены структурные схемы устройства и его составных частей. Приведены экспериментально полученные характеристики изделия.

Ключевые слова: генератор; сигналы; волоконно-оптическая линия связи; ПЛИС; ЦАП; АЦП.

МЕТОДЫ И ТЕХНИКА ИЗМЕРЕНИЙ

УДК 621.315.592

Влияние размера области засветки образца высокоомного арсенида галлия на его проводимость

А.П. Лысенко¹, А.Г.Белов², В.А. Голубятников¹, Н.И. Строганкова¹

¹Московский институт электроники и математики Национального исследовательского университета «Высшая школа экономики»

²ОАО «Государственный научно-исследовательский и проектный институт редкометаллической промышленности «ГИРЕДМЕТ» (г. Москва)

Исследовано влияние засветки центральной части образца полуизолирующего арсенида галлия п-типа на его проводимость. Показано, что люкс-амперная характеристика, начиная с некоторого значения интенсивности света, выходит на линейную зависимость, угловой коэффициент которой растет с увеличением диаметра освещаемой области. Зависимость носит степенной характер и находится между квадратичной и линейной. Ток отсечки - значение тока, полученное при экстраполяции линейного участка люкс-амперной характеристики до пересечения с осью токов при нулевой интенсивности освещения, - суперлинейно зависит от диаметра освещаемой области. Приведена качественная модель, объясняющая экспериментальные результаты.

Ключевые слова: полуизолирующий полупроводник; омические контакты; локальная засветка образца; концентрация свободных носителей заряда; фотопроводимость.

УДК 620.1.08:602.169.2

Определение электромиграционных параметров металлических проводников на основе проведения ускоренных испытаний

С.О. Сафонов^1,2, М.Г. Путря², С.В. Фоминых¹

¹ОАО «Ангстрем-Т» (г. Москва)

²Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Предложен новый метод определения электромиграционных параметров – энергии активации и показателя плотности тока. Для проведения испытаний использовались многослойные металлические проводники TiN/Al–Si(1%)/TiN с пассивирующим слоем SiO₂. Разработанный метод позволяет ускорить и удешевить процесс проведения электромиграционных испытаний за счет отказа от корпусирования образцов и использования высокотемпературных климатических камер.

электромиграция; металлизация; надежность; энергия активации.

УДК 621.723

Выбор оптимальных режимов измерений в сканирующей электропроводящей микроскопии

С.В. Лемешко¹, И.В. Сагунова², Ю.А. Чаплыгин², В.И. Шевяков²

¹ЗАО «НТ-МДТ» (г. Москва)
²Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Приведены результаты исследования транспортных свойств в сканирующей электропроводящей микроскопии. Выявлена корреляция необходимого усилия прижатия проводящего кантилевера к исследуемой поверхности, обеспечивающего тесный контакт, с твердостью материала и толщиной проводящего покрытия кантилевера. Показано, что в ходе исследований при повышенных значениях разности потенциалов, с одной стороны, необходимо учитывать возможный эффект перераспределения материала проводящего покрытия с поверхности кантилевера на исследуемый образец, с другой – возможность обеспечения более высокого разрешения при исследовании топографии образца проводящим кантилевером.

Ключевые слова: сканирующая электропроводящая микроскопия; кантилевер; проводимость; полупроводники; наноразмерные элементы.

КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ

УДК 537.311.322

Зондовые измерения эффекта Холла в анизотропных пластинах и пленках

А.А. Заворотний, В.В. Филиппов

Липецкий государственный педагогический университет

На основе математической модели теоретически обоснованы зондовые измерения коэффициента Холла в прямоугольных анизотропных полупроводниковых пластинах. Даны практические рекомендации по использованию предложенной методики.

Ключевые слова: анизотропный полупроводник; ЭДС Холла; двухзондовый метод.

УДК 536.63

Анализ термодинамических функций твердого теллурида висмута

А.С. Пашинкин, М.С. Михайлова

Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

На основании литературных данных и ранее проведенных измерений теплоемкости твердого Bi₂Te₃ проведен более точный анализ С_p(T) и расчет термодинамических функций для этого соединения.

Ключевые слова: теплоемкость, теллурид висмута, термодинамические функции.

УДК 548.3:621.382

Теплоемкость продукта термодеструкции алмаза

С.А. Неустроев

Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Процесс термодеструкции алмаза представлен как последовательность стадий изменения энергосодержания при подводе и выделении энергии. Выявлена промежуточная стадия – продукт деструкции алмаза. Определены энергосодержание продукта деструкции и значение его теплоемкости, которое равно 1,188 Дж/(моль·К).

Ключевые слова: графит; алмаз; продукт деструкции; теплоемкость.

УДК 681.321

Об эквивалентности физико-вероятностного и физико-статистического подходов к построению моделей надежности на примере деградации механических элементов МЭМС

С.П. Тимошенков, В.Н. Горошко, Б.М. Симонов, В.В. Калугин, А.С. Шалимов

Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Рассмотрены два подхода, используемые для обоснования моделей надежности: физико-вероятностный и физико-статистический, показана их эквивалентность.

Ключевые слова: физико-вероятностный подход; физико-статистический подход; преобразователь линейного ускорения.