Preview

Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники

Расширенный поиск
Том 18, № 4 (2015)
Скачать выпуск PDF
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2015-4

233-239 258
Аннотация

Рассмотрена проблема поверхностного дипольного упорядочения тонких полимерных слоев в нанометровой области толщин. Экспериментально исследованы субмикронные диэлектрические пленки электроактивного полимера полидифениленфталида, в состав молекул которого входят боковые фталидные группы с относительно большим дипольным моментом. Интерес к данному полимеру вызван аномально высокой проводимостью границы раздела полимер—полимер. Ранее этот эффект связывали с возможным поверхностным упорядочением фталидных групп. Используя методы сканирующей микроскопии пьезоэлектрического отклика, исследована поверхность субмикронных пленок, созданных методом центрифугирования. Обнаружено проявление спонтанной поляризации, указывающей на наличие упорядочения диполей. Для определения объемного и поверхностного вклада в поляризацию пленок, исследованы процессы поляризации и релаксации в образцах разной толщины. Установлено, что при уменьшении толщины возрастает сигнал пьезоэлектрического отклика и электрически формируемые домены приобретают идеальную радиальную форму. Это является подтверждением того, что преобладающий вклад в ориентационные процессы вносят поверхностные слои полимерной пленки. Обнаружено переключение поляризации, проявляющееся в смене контраста сигнала пьезоотклика при приложении поля различной полярности. Наличие таких поверхностных явлений привлечено для объяснения уникальных электронных свойств границ раздела полярных органических диэлектриков.

Материаловедение и технология. Полупроводники

240-245 271
Аннотация

Изучены процессы роста легированных монокристаллов германия большого диаметра, выращенных методом Чохральского из расплава с различной формой фронта кристаллизации (ФК). Проанализировано формирование дислокационных малоугловых границ (МУГ). Проведен анализ формирования МУГ в выращенных кристаллах германия с учетом реального распределения термических напряжений в кристалле при наличии как радиального, так и осевого теплоотвода. Рассмотрено поведение в поле термических напряжений дислокаций, из которых формировались МУГ. Проведен анализ движения этих дислокаций в плоскостях скольжения и выделены плоскости возможного скопления дислокаций. Наилучшие результаты достигнуты при выращивании кристаллов со слабовогнутым в кристалл ФК. Обнаружено однородное распределение дислокаций. В результате анализа выявлены тепловые условия получения слитков, свободных от МУГ. Проведены эксперименты, в результате которых подтверждено соответствие модельных представлений реальным условиям роста кристаллов и получены монокристаллы германия диаметром100 мми более с низкой плотностью дислокаций, свободные от МУГ.

Материаловедение и технология. Диэлектрики

246-254 311
Аннотация

Исследовано влияние на фазовый состав, структуру и электрофизические свойства полученных кристаллов введения в твердые растворы ZrO2 — 9 % (мол.) Sc2O3 дополнительного легирующего оксида Y2O3 в количестве 1 и 2 % (мол.). Показано, что совместная стабилизация 9 % (мол.) Sc2O3 и 2 % (мол.) Y2O3 твердых растворов на основе ZrO2 позволяет получить прозрачные однородные кристаллы с кубической структурой, которые обладают высокой фазовой устойчивостью. Установлено, что механическое измельчение таких кристаллов не изменило их фазовый состав, в порошках сохранилась исходная флюоритовая структура кристаллов. Выявлено, что все исследованные кристаллы обладали высокой микротвердостью и низкой трещиностойкостью. Увеличение концентрации Y2O3 в кристаллах обусловило уменьшение максимальных нагрузок на индентор, которые выдерживал образец без появления трещин. Показано, что удельная проводимость носит немонотонный характер в зависимости от концентрации Y2O3 в кристаллах. Увеличение в составе твердого электролита содержания Y2O3 до 2 % (мол.) уменьшило проводимость кристаллов во всем диапазоне температур, что связано со снижением подвижности носителей заряда из−за увеличения ионного радиуса стабилизирующего иона. 

255-260 253
Аннотация

Рассмотрена возможность увеличения эффективности бета−вольтаического генератора за счет применения в качестве пьезоэлектрического преобразователя монокристаллического биморфного элемента из ниобата лития. Известные бета−вольтаические генераторы переменного напряжения состоят из пьезоэлектрического кантилевера и источника −электронов. Причем кантилевер представляет собой упругий элемент, например из кремния, на который приклеен пьезоэлемент из пьезокерамики PZT. Предложено заменить структуру из кремниевой балки с пьезоэлементом на однородный кантилевер, представляющий собой тонкую пластину из бидоменного монокристалла ниобата лития. За счет этого одновременно увеличивается эффективность преобразования механических колебаний в электрическую энергию и добротность системы, стабильность рабочих параметров, а также существенно увеличивается (на несколько сот градусов) температурный диапазон функционирования. Подробно рассмотрено решение основной задачи — формирование бидоменной структуры в тонкой пластине ниобата лития. Предложен метод высокотемпературного отжига образца в неоднородном электрическом поле. Продемонстрирована возможность прогнозирования доменной структуры на основе разработанной модели. Получены образцы с глубиной залегания междоменной границы 120—150 мкм. При этом показано, что четкость границы зависит от разности потенциалов между полосчатыми электродами технологической ячейки и внешним электродом. Метод является эффективным для создания бидоменной структуры в пластине толщиной примерно до 300 мкм.

Материаловедение и технология. Магнитные материалы

261-266 292
Аннотация

Никель−цинковые ферриты относятся к перспективным радиопоглощающим материалам, так как они интенсивно поглощают электромагнитные волны в интервале частот от 50 до 1000 МГц. Проведены исследования электромагнитных свойств Ni—Zn−ферритовых радиопоглощающих материалов, полученных по различным технологическим режимам. Предложена модель, позволяющая оценить диэлектрическую проницаемость ферритового материала в зависимости от параметров микроструктуры и электрофизических свойств границ зерен. Установлено влияние базового состава и микроструктуры на уровень поглощения электромагнитного излучения Ni—Zn− ферритовыми радиопоглощающими материалами. Установлено, что увеличение содержания избытка Fe2O3 до 51 % (мол.) приводит к смещению частотного интервала поглощения электромагнитного излучения в сторону низких частот. Это можно объяснить увеличением магнитной и диэлектрической проницаемостей феррита. Показано, что более эффективно введение избытка Fe2O3 на стадии измельчения синтезированной шихты. Обнаружено, что увеличение температуры спекания до 1350 °С  также обеспечивает смещение частотного интервала поглощения электромагнитного излучения в сторону низких частот. Вероятно, это обусловлено увеличением магнитной и диэлектрической проницаемостей феррита и смещением частоты резонанса доменных стенок в результате формирования крупнозернистой структуры.

Моделирование процессов и материалов

267-272 250
Аннотация

Проведено молекулярно−динамическое (МД) моделирование процесса осаждения одиночной молекулы аммиака на поверхность (111) кремния. Для решения поставленной задачи применена процедура параметрической идентификации потенциалов межатомного взаимодействия для описываемой системы атомов. Для проведения МД−расчетов разработано программное обеспечение, позволяющее осуществлять оптимизацию геометрии исследуемых структур, а также визуализировать получаемые результаты. Для верификации результатов МД−моделирования проведены квантово−механические расчеты на супер−ЭВМ. Получены значения параметров потенциалов межатомного взаимодействия, которые позволяют строить потенциалы, пригодные для использования в дальнейших расчетах по моделированию процесса адсорбции молекулы аммиака на поверхности кремния. В частности, с их помощью корректно воспроизводятся результаты первопринципного моделирования взаимодействия адсорбированного атома азота с поверхностью кремния и энергетика процесса адсорбции. С помощью потенциала Терсофа со значениями параметров, полученными в результате параметрической идентификации, удалось смоделировать положение с наименьшей полной энергией. Это положение соответствует наиболее энергетически предпочтительному размещению адсорбированного атома азота при адсорбции. 

273-278 196
Аннотация

Полоса прозрачности волоконно− оптических линий связи (ВОЛС) в диапазоне длин волн 1,5—3 мкм значительно шире спектров передаваемых сигналов. Для повышения экономической эффективности построенных и новых ВОЛС перспективно применение передачи сигналов на новых, еще не использованных частотах. С этим, возможно, связан интерес к исследованиям по созданию лазеров на полупроводниках АIIВVI и АIIIВV, легированных ионами Cr2+, Co2+, Ni2+ и Fe2+ и редкоземельных элементов. Ранее исследования в этом направлении выполняли на отдельном типе полупроводника, легированного одним из ионов. C появлением общей теории лигандной структуры окружения ионов группы железа (Co2+, Ni2+ и Fe2+) появилась возможность рассчитать весь набор параметров областей люминесценции ионов группы железа в полупроводниках АIIВVI, в дополнение к более традиционным способам исследований. Приведены результаты расчета параметров массива областей люминесценции для ионов Fe2+ в полупроводниках АIIВVI. Показано, что полученные расчетные значения спектральных областей люминесценции совпадают со значениями, определенными экспериментально другими авторами, что подтверждает правильность выбранного метода расчета. Полученные результаты позволяют целенаправленно выбирать из всего рассчитанного массива переходов в материалах AIIBVI, легированных Fe2+, наиболее подходящие для создания ИК−лазеров с требуемыми значениями длины волны и спектральных характеристик излучения, перестраиваемых в широком диапазоне длин волн. 

Физические свойства и методы исследования

279-284 254
Аннотация

Рассмотрены результаты дальнейшего развития оригинальной концепции зарядовой подкачки в структуре фотоэлектических преобразователей. Зарядовые насосы обусловлены образованием пространственных дефектно−примесных комплексов. Формирование зарядовых насосов в структуре приводит к изменению механизма пролета фотогенерированными носителями базы солнечного элемента. Впервые предложен технологический процесс атермального, или «холодного» фотонного отжига. Этот процесс предполагает использование стандартного оборудования для фотонного отжига. Эффект атермального фотонного отжига достигается применением оригинальной фотомаски (съемного фотошаблона). Фотошаблон обеспечивает режим отжига множественными световыми источниками и тепловую изоляцию отжигаемой пластины. Процесс получил название локального фотонного отжига. Эффективность и простота процесса не требуют значительных затрат на внедрение в производстве. Представлены результаты экспериментальных исследований по повышению тока короткого замыкания и максимальной мощности солнечных элементов за счет применения локального фотонного отжига. Эксперименты выполнены на солнечных элементах, изготовленных различными производителями.

285-290 221
Аннотация

предназначенного для технологии термообработки реального магнетрона по режиму, конечным результатом которого является разложение исходного карбоната бария до оксида бария. Экспериментально установлены температуры полиморфных переходов в карбонате бария, температура диссоциации карбоната бария в различных атмосферах (на воздухе, в аргоне, углекислом газе и вакууме) для физического моделирования процессов, происходящих в откачиваемых магнетронах. Определен фазовый состав исследуемого образца карбоната бария при комнатной температуре методом рентгенофазового анализа на дифрактометре до и после нагрева. Экспериментально исследовано на высокотемпературном дифрактометре влияние температуры и времени изотермической выдержки на фазовый состав образца. Исследованы химические и физико− химические процессы, происходящие с образцами в процессе нагрева с использованием дериватографа. Приведен расчет энтальпии полиморфных переходов и энергии активации диссоциации. Представлены количественные данные, которые характеризуют кинетику фазовых переходов при различных режимах термообработки и наглядно показывают температурные интервалы существования различных фаз. Показано, что увеличение времени температурных остановок замедляет процесс перехода BaCO3 в ВаО. Установлено, что при нагреве карбоната бария наблюдалось спекание порошка. 

291-296 220
Аннотация

Исследована деградация КМОП− операционных усилителей с биполярным и КМОП−входным каскадом при облучении с различными значениями мощности дозы и температуры. Показано, что такие микросхемы могут быть подвержены как повышенной чувствительности к низкоинтенсивному облучению, так и зависящим от времени эффектам. При исследованиях операционных усилителей, содержащих только КМОП−элементы, выявлены некоторые особенности, присущие радиационному отклику изделий биполярной технологии, например усиление деградации при увеличении температуры облучения. Это не типично для большинства изделий КМОП−технологии. На основе полученных результатов показано, что методы радиационных испытаний приборов и микросхем, содержащих как биполярные, так и КМОП− или МОП−элементы, должны объединять существующие подходы к испытаниям МОП− и биполярных приборов. Установлено, что при измерении в процессе испытаний входного тока операционных усилителей с КМОП− входным каскадом необходимо учитывать влияние ионизационного тока, генерируемого при облучении. Этот ток может быть оценен как разность значений входного тока, измеренных в процессе облучения и сразу же после прерывания облучения. 



Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)