Preview

Известия высших учебных заведений. Материалы электронной техники

Расширенный поиск
Том 22, № 2 (2019)
https://doi.org/10.17073/1609-3577-2019-2

73-83 129
Аннотация
Использование графена в электронике требует как экспериментального исследования процесса формирования высококачественных низкоомных контактов, так и углубления понимания механизмов электронного переноса в окрестности контакта металл/графен. В работе исследован транспорт носителей заряда в твистированном CVD графене, который декорирован электрохимически осажденными частицами Co, образующими омический контакт с графеновым слоем. Сопоставляются температурные и магнетополевые зависимости слоевого сопротивления R(T,B) исходного и декорированного  твистированного графена на подложке из оксида кремния. Показано сосуществование отрицательного (при индукции магнитного поля ниже 1 Тл) и положительного (индукция выше 1 Тл) вкладов в магниторезистивный эффект в обоих типах образцов. Зависимости R(T,B) анализируются на основе теории двумерных интерференционных квантовых поправок к проводимости Друде с учетом конкуренции вклада от прыжкового механизма проводимости. Показано, что в изученной области температур (2–300 К) и магнитных полей (до 8 Тл) при описании транспорта носителей заряда в исследованном графене необходимо учитывать не менее трех интерференционных вкладов в проводимость: от слабой локализации, междолинного рассеяния и нарушения хиральности псевдоспина, а также короблением графена вследствие тепловых флуктуаций.

Наноматериалы и нанотехнологии

84-91 36
Аннотация
Память, связанная с изменением фазового состояния (phase-change memory) основывается на изменении оптических, электрических или иных свойств вещества при фазовом переходе, например переходе из аморфного состояния в кристаллическое. Уже реализованные и потенциальные применения такой памяти связаны с использованием с этой целью многокомпонентных сплавов на основе химических элементов, относящихся к металлам и полупроводникам. Однако однокомпонентные наночастицы, включая наночастицы Si, также представляют интерес с точки зрения перспектив их применения в качестве наноразмерных элементов памяти. В частности, возможность создания таких элементов памяти подтверждается тем, что у объемной фазы аморфного кремния значение коэффициента оптического поглощения на порядок больше, чем у кристаллического, хотя, разумеется, этот эффект затруднительно реализовать для отдельной наночастицы, размер которой не превышает длину волны света. В данной работе с использованием молекулярной динамики (МД) и потенциала Стиллинджера-Вебера исследованы закономерности плавления и условия кристаллизации наночастиц кремния, содержащих до 100000 атомов. Показано, что при охлаждении нанокапель кремния со скоростью 0,2 ТК/с и выше имеет место ее переход в аморфное состояние, тогда как однокомпонентные металлические нанокапли кристаллизуются в МД экспериментах даже при скоростях охлаждения 1 ТК/с. При последующем нагреве аморфных наночастиц кремния, содержащих более 50000 атомов происходит их кристаллизация в определённом температурном интервале от 1300 К до 1400 К. Сделан вывод о принципиальной возможности создания элементов памяти, основывающихся на данных фазовых переходах. Переход наночастицы в аморфное состояние достигается путем ее плавления и последующего охлаждения до комнатной температуры со скоростью 0,2 ТК/с, а переключение в кристаллическое состояние – путем нагрева ее до 1300-1400 К со скоростью 0,2 ТК/с и последующего охлаждения. На основе результатов МД экспериментов сделан вывод о существовании минимального размера наночастиц кремния, для которого при заданной скорости изменения температуры создание элементов памяти, основанных на изменении фазового состояния, становится принципиально невозможным. Установлено, что для скорости изменения температуры 0,2 ТК/с такой минимальный размер составляет 12,4 нм (число атомов – около 50000)
92-103 30
Аннотация
Синтезированы металлоуглеродные нанокомпозиты NiCo/C на основе прекурсоров NiCl2/CoCl2/Полиакрилонитрил (ПАН) с использованием ИК-нагрева. Результаты исследований нанокомпозитов NiCo/C методами рентгенофазового анализа, просвечивающей электронной микроскопии и вибрационной магнитометрии показали зависимость структуры и свойств нанокомпозитов NiCo/C от температуры синтеза, концентрации и соотношения металлов в прекурсоре. Намагниченность насыщения синтезированных нанокомпозитов изменяется от 6 до 27 А·м2/кг при увеличении концентрации металлов, а также уменьшению коэрцитивной силы с 386 до 287 Э.
104-110 29
Аннотация
Бумага из углеродных нанотрубок (УНТ) является перспективным материалом для большого числа вариантов применения, в которых важную роль играют высокая электропроводность, прочность и легкость этого материала. В данной работе изотропная бумага из углеродных нанотрубок была изготовлена методом осаждения из раствора, включающего диспергирование одностенных углеродных нанотрубок (ОСУНТ) с последующим отфильтровыванием дисперсии от растворителя. Увеличение электропроводности бумаги из углеродных нанотрубок достигалось путем создания необходимой ориентации пучков ОСУНТ, входящих в состав бумаги, а также легированием йодом. Ориентирование ОСУНТ осуществлялось методом экструдирования через узкую (300 мкм) щель. Исследовались температурные зависимости электропроводности изотропной, ориентированной и легированной бумаги из УНТ с целью определения влияния выстраивания УНТ и механизма реализации транспортных свойств бумаги из ОСУНТ. Показано, что ориентация пучков УНТ повышает электропроводность бумаги из углеродных нанотрубок с ~103 до ~104 См×см-1, а легирование йодом ориентированных образцов дополнительно повышает электропроводность бумаги из углеродных нанотрубок на порядок. Механизм низкотемпературной проводимости описан при помощи флуктуационного туннелирования между пучками УНТ.

Физические свойства и методы исследования

111-116 26
Аннотация

Проведено исследование влияния облучения электронами с энергией 2.5 кэВ на вольт-фарадные (C-V) характеристики металл-диэлектрик-полупроводник (МДП) структуры Al/SiO2/Si. При выбранной энергии пучка глубина проникновения электронов меньше толщины диэлектрика, что позволяет выявить вклад переноса неравновесных носителей заряда в формирование ловушек на границе раздела SiO2/Si. Установлено, что воздействие низкоэнергетичного электронного пучка приводит существенному изменению наклона C-V характеристик, т.е. к образованию ловушек на границе раздела. Проведено исследование влияния приложенного к исследуемой структуре напряжения как до облучения электронным пучком, так и во время облучения. Было установлено, что, напряжение обеих полярностей, приложенное к исследуемой МДП структуре, до ее облучения низкоэнергетичным электронным пучком практически не влияет на C-V характеристики исследуемой МДП структуры. При этом положительное напряжение, приложенное к металлизации в процессе облучения низкоэнергетичным электронным пучком, оказывает существенное влияние на характер изменений C-V кривых, а отрицательное практически не оказывает влияния на C-V характеристики. Исследование стабильности изменений, вызванных облучением электронным пучком, показало, что C-V кривые исследуемой структуры медленно восстанавливаются даже при комнатной температуре. При этом приложенное отрицательное напряжение замедляло процесс релаксации накопленного заряда.

117-126 54
Аннотация

Применение «теплой жидкости» тетраметилсилана (TMС) является актуальным в больших массивных калориметрах (с объемом несколько сот литров) для поиска процессов с очень малыми энерговыделениями. Это направление называется «неускорительные» эксперименты с низкофоновыми детекторами. С помощью этих экспериментов можно проверить стандартную модель электрослабых взаимодействий. Поэтому полностью отработанная технология получения в больших количествах «теплой жидкости» ТМС, позволяет провести такие эксперименты.

Совместно с ГНИИХТЭОС разработана пилотная установка для очистки ТМС до степени 24 ррв , при которой возможно наполнение калориметров и микродозиметров ТМС. Очистка состоит их четырех этапов — начиная с первого этапа, где концентрат ТМС так называемый «легкий погон» получают с завода.

Рассматривается создание на большом количестве высокоочищенной «теплой жидкости» ТМС — нового класса детекторов с рекордной чувствительностью к редким и слабоионизирующим частицам — так называемые детекторы “без стенок”. Предлагаемый двухфазный эмиссионный низкофоновый детектор (ДЭНД) — в котором одновременно находится две фазы ТМС — жидкость-газ, позволяет проводить эксперименты, в том числе по поиску W-частиц.
127-133 32
Аннотация

Экономическая целесообразность применения алюминия в качестве проводникового материала объясняется благоприятным соотношением его стоимости и стоимости меди. Кроме того следует учесть и тот фактор, что стоимость алюминия в течение многих лет практически не меняется.

При использовании проводниковых алюминиевых сплавов для изготовления тонкой проволоки, обмоточного провода и т.д. могут возникнуть определённые сложности в связи с их недостаточной прочностью и малым числом перегибов до разрушения. В последние годы разработаны алюминиевые сплавы, которые даже в мягком состоянии обладают прочностными характеристиками, позволяющими использовать их в качестве проводникового материала.

Одним из перспективных направлений использования алюминия является электротехническая промышленность. Проводниковые алюминиевые сплавы типа E-AlMgSi (“алдрей”) являются представителями данной группы сплавов и относится к термоупрочняемым сплавам. Они отличается высокой прочностью и хорошей пластичностью. Данные сплавы при соответствующей термической обработке приобретает высокую электропроводность. Изготовленные из него провода используются почти исключительно для воздушных линий электропередач.

В работе представлены результаты исследования анодного поведения алюминиевого сплава E-AlMgSi (“алдрей”) с оловом, в среде электролита 0.03; 0.3 и 3.0%-ного NaCl. Коррозионно-электрохимические исследования сплавов проведены потенциостатическим методом на потенциостате ПИ-50-1.1 при скорости развёртки потенциала 2 мВ/с. Показано, что легирование сплава E-AlMgSi (“алдрей”) оловом повышает его коррозионную устойчивость на 20%. Основные электрохимические потенциалы сплава E-AlMgSi (“алдрей”) при легировании оловом смещаются в положительную область значений, а от концентрации хлорида натрия в отрицательном направлении оси ординат.

Атомные структуры и методы структурных исследований

134-141 47
Аннотация
Ферромолибдат стронция (Sr2FeMoO6-d, SFMO), обладающий структурой двойного перовскита, является многообещающим кандидатом для использования в качестве основного материала в спинтронике. Однако на данный момент SFMO не нашел широкого применения из-за низкой воспроизводимости его магнитных свойств, вызванной, в том числе, их сильной зависимостью от степени упорядочения катионов Fe и Mo в подрешетках B´ и B² двойного перовскита A2B´B²O6. Рассмотрен экспресс-метод определения степени разупорядочения ферромолибдата стронция. Степень заселения подрешеток катионами Fe и Mo определена как для стехиометрического, так и для нестехиометрического Sr2FeMoO6-δ с 5%-ным избытком Fe и Mo соответственно. Рассчитано соотношение интенсивности пикa сверхструктурного упорядочения (101) к наиболее интенсивному пику (112 + 200). Проведена подгонка расчетных кривых под известное для аналогичных случаев аналитическое выражение. Результаты расчетов предложенным авторами методом совпадают с результатами обработки экспериментальных данных методом Ритвельда в пределах ±25 %, что позволяет использовать этот метод в качестве альтернативы методу Ритвельда в том случае, когда время выдержки для рентгеноструктурного анализа установлено недостаточно большим. Обсуждено влияние таких факторов, как приборное уширение дифракционных пиков, уширение пиков вследствие уменьшения размера кристаллитов, изменение параметров решетки тонких пленок за счет их несоответствия с подложкой и изменение параметров решетки за счет появления кислородных вакансий на соотношение интенсивности пиков I(101)/I(112 + 200). Актуальность метода состоит в том, что он позволяет оценить степень сверхструктурного упорядочения Sr2FeMoO6-d не требуя больших затрат времени съемки и обработки данных дифрактограмм методом Ритвельда, что может быть полезно в случае, когда предстоит обработать большое количество результатов измерений.


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


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