Исследованы терморезистивные и термоэлектрические характеристики сильнолегированных нитевидных кристаллов Si - Ge, на основе которых создан датчик для измерения криогенных температур, работоспособный в условиях действия магнитных полей.

Thermoresistive and thermoelectric performances of heavily doped Si-Ge whiskers were studied. On the base of the whiskers sensors for cryogenic temperature measurement operating at magnetic field action were designed.

Ключ. слова: нитевидный кристалл, многофункциональный сенсор, датчик давления и температуры, обработка сигнала, микроконтроллер, AD8555, Atmega8.
Індекс рубрикатора НБУВ: З323-5

Рубрики:

Вимірювання тиску і розрідження

Шифр НБУВ: Ж14479 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Ключ. слова: кремний, пьезосопротивление, тензорезистивный, преобразователь давления, криогенные жидкости, жидкий азот, жидкий гелий
Індекс рубрикатора НБУВ: З323-5

Рубрики:

Вимірювання тиску і розрідження

Шифр НБУВ: Ж14479 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проанализированы современные технологии изготовления автоэмиссионных катодов. Предложен практический способ формирования топологических элементов субмикронных размеров. Разработана и промоделирована технология изготовления одно-, многоострийных и лезвийных автоэмиссионных кремниевых катодов субмикронных размеров по КМОП-технологии с использованием фотошаблонов микронных размеров. Показаны результаты моделирования электрического поля автоэмиссионного катода.

The modern fabrication technologies of field emission cathodes are analyzed. The practical method of submicron size layout elements forming is proposed. The technology of fabrication cathode tips with one or multi points and tips with line edge with using CMOS process and micron size photo masks are designed and modeled. The modeling results of field emission cathode electrical field are shown.

Разработана система для измерения усилия-перемещения с цифровой обработкой сигнала, которая осуществляет усиление, дискретизацию, усреднение сигнала и передачу данных на персональный компьютер через интерфейс RS232. Рассмотренная система универсальна и дает возможность снимать зависимости одного электрического сигнала от другого или использовать сигналы независимо друг от друга. В качестве чувствительного элемента датчика усилия использованы тензорезисторы на основе нитевидных кристаллов кремния p-типа проводимости.

The system to measure force-displacement with the digital output is developed; the system realize the amplifying of sensors output, discretization of the signal, signal averaging and data transmission to the personal computer using interface RS232. The developed system is universal and gives possibility to determine the dependence of one electrical signal from another signal or both signals could be used independently. The perspectivity of CYPRESS microcontrollers for signal processing in sensor devices is shown. As sensitive elements in force sensors were used strain gauges based on p-type Si whiskers.

Розглянуто допінгові засоби, які використовуються в сучасному спорті, подано їх класифікацію за хімічною будовою і фармакологічною дією. Наведено основні групи лікарських засобів, які належать до допінгових, а також вимоги, що висуває ВАДА до заборони таких препаратів. Описано основні ефекти допінгу, які впливають на спортивну працездатність.

Рассмотрены допинговые средства, которые используются в современном спорте, подана их классификация по химическому строению и фармакологическому действию. Приведены основные группы лекарственных средств, которые принадлежат к допинговым, а также критерии их запрета. Описаны основные эффекты допинга, которые влияют на спортивную работоспособность.

The dopes applied in modern sport are considered. Their classification accordingly to chemical build-up and pharmacological effect is given. Major groups of medications which apply to dopes as well as requirements introduced by WADA regarding illegal medications are presented. Main effects of dopes influencing on sports working ability are described.

Показана возможность создания кремния мультипористой текстуры как материала структуры фотоэлектрических преобразователей (ФЭП). Рассмотрены морфологические элементы пористого кремния относительно разных параметров поры. Показано, что при использовании колоннообразного мультипористого кремния, выращенного химическим и электрохимическим методами, интегральный коэффициент отражения фронтальной поверхности ФЭП уменьшается.

Показано можливість створення кремнію мультипористої текстури як матеріалу структури фотоелектричних перетворювачів (ФЕП). Розглянуто морфологічні елементи пористого кремнію щодо різних параметрів пори. Показано, що під час використання колоноподібного мультипористого кремнію, який виростили хімічним і електрохімічним методами, інтегральний коефіцієнт відбивання фронтальної поверхні ФЕП зменшується.

The possibility of creation of porous siliconТs multitexture, as material of structure of photoelectric converter (FEC) is shown. The morphological elements of porous silicon are considered relative to different pore parameters. The integral coefficient of frontal surface reflection of FEC with using of columnar multitexture in the range from 400 nm up to 1150 nm decreased.

Показана возможность использования микроконтроллеров Atmel ATMega для сопряжения сенсорных устройств с компьютерными системами. На основе микроконтроллера Atmel ATMega16 разработана многоканальная система обработки информации для тензорезистивных первичных преобразователей сигнала, в которой существенно увеличено количество измерительных каналов.

Possibility of Atmel ATMega microcontrollers use was shown for the interfacing of sensors devices with the modern computer systems. On the basis of Atmel ATMega16 microcontroller the multichannel system of treatment of information was developed for strain gauges, in which the amount of measuring channels is substantially in- creased.

Предложена структура системы преобразования топологической информации для цифровой литографии. Разработан метод формирования локальных трехмерных КНИ-структур, который позволяет создавать как планарные, так и трехмерные приборные элементы и контакты. На КНИ- структурах разработан управляющий высоковольтный МОП-транзистор и ячейка памяти с формирователем сигналов для хранения топологической информации. Экспертная оптимизация топологии ячейки памяти позволила значительно уменьшить ее площадь по сравнению с площадью ячейки, изготовленной по стандартной n-канальной МОП-технологии.

The system structure of the topological information transformation for digital lithography is offered. The formation method of local three-dimensional SOI structures, which allows creating both planar and three-dimensional device elements and contacts, is developed. The controlled high-voltage MOS transistor and a cell of memory with signal shaper for topological information storage are developed on SOI structures. Expert optimization of a memory cell topology has allowed reducing its area considerably.

Исследованы тензометрические характеристики нитевидных кристаллов кремния p-типа в диапазоне температур 4,2 - 300 К. На их основе разработаны тензорезисторы с аномально высоким коэффициентом тензочувствительности при 4,2 К для измерения деформации в различных материалах при криогенных температурах, а также тензорезисторы, работоспособные при гелиевых температурах в сильных магнитных полях.

To create low-temperature strain gauges based on p-type silicon whiskers tensoresistive characteristics of these crystals in 4,2Ч300 K temperature range were studied. On the basis of p-type Si whiskers with different resistivity the strain gauges for different materials operating at cryogenic temperatures with extremely high gauge factor at 4,2 K were developed, as well as strain gauges operating at liquid helium temperatures in high magnetic fields.

Показаны примеры приборных элементов для микросистемных приложений, сформированных на локальной трехмерной КНИ-структуре. Установлена область применения компактной EKV-модели МОП-транзистора для рассчета характеристик КНИ МОП-транзисторов. Проведено сравнение расчетных и экспериментальных выходных характеристик КНИ МОП-транзистора, в котором подканальная область соединена с истоком. Разработана схема управления кремниевым микрокатодом, обеспечивающая линейное изменение автоэмиссионных токов при фиксированном напряжении на электродах. Разработана топология микрокатода, интегрированного со схемой управления, которую можно мультиплицировать в матрицы больших размеров.

Показано приклади приладних елементів для мікросистемних застосувань, які сформовані на локальній тривимірній КНІ-структурі. Встановлено область застосування компактної EKV-моделі МОН-транзистора для розрахунку характеристик КНІ МОН-транзисторів. Проведено порівняння розрахункових і експериментальних вихідних характеристик КНІ МОН-транзистора, в якому підканальна область з'єднана із витоком. Розроблено схему керування кремнієвим мікрокатодом, яка забезпечує лінійну зміну автоемісійних струмів у разі фіксованої напруги на електродах. Розроблено топологію мікрокатода, інтегрованого зі схемою керування, яку можна тиражувати в матриці великих розмірів.

Examples of device elements for Microsystems, developed on local three-dimensional structure are shown. The application area of compact EKV models of the MOS-transistor for calculation of SOI MOS-transistors characteristics has been established. The calculated and experimental output characteristics of the SOI MOS-transistor, in which the under channel area is connected to a source, have been compared. The control circuits of the silicon microcathode, providing linear change of field emission currents at the fixed voltage on electrodes have been developed. The layout of the microcathode, integrated with the control circuit, which can be multiplicated into large size matrixes have been designed.

Представлены результаты серии экспериментальных исследований по выращиванию нитевидных нанокристаллов (ННК) кремния методом химического парового осаждения в открытой проточной системе по механизму пар - жидкость - кристалл (ПЖК). В результате выполненных ростовых экспериментов получены ННК кремния со средним диаметром 100 нм. На основе метода кинетического эксперимента выполнено моделирование аксиального и радиального роста ННК. Определены следующие кинетические параметры роста: эффективное перенасыщение в газовой фазе, кинетический коэффициент кристаллизации и критический диаметр. Показано, что кристаллы диаметром 50 - 70 нм растут по механизму ПЖК, в то время как кристаллы больших диаметров растут согласно двум механизмам - ПЖК и ПК, что обусловливает формирование более выраженных гетероструктур с кристаллическим ядром и внешней пористой оболочкой.

Індекс рубрикатора НБУВ: З22-5 + В371.236

Рубрики:

Електричні та магнітні вимірювання

Шифр НБУВ: Ж14479 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Проведены исследования, направленные на создание тензорезистивных датчиков давления на основе нитевидных кристаллов кремния, работоспособных при высоких температурах. Использование стеклоприпоя для крепления тензорезисторов на упругих элементах датчиков из коварового сплава позволило повысить диапазон рабочих температур датчиков. На основе предложенной тензомодульной конструкции разработаны датчики давления различной модификации.

Проведено дослідження, спрямовані на створення тензорезистивних датчиків тиску на основі ниткоподібних кристалів кремнію, працездатних за високих температур. Використання склоприпою для кріплення тензорезисторів на пружних елементах датчиків з коварового сплаву дозволило підвищити діапазон робочих температур датчиків. На основі запропонованої тензомодульної конструкції розроблено датчики тиску різної модифікації.

Studies aimed at the creating of piezoresistive pressure sensors based on silicon whiskers, operating at high temperatures were carried out. Using the glass adhesive for strain gauges mounting on spring elements of covar alloy gave the possibility toelevate the sensor’s operating temperature range. Several modifications of pressure sensors based on the proposed strain-unit design were developed.

Представлена конструкция датчика давления-температуры на основе нитевидных кристаллов кремния р-типа, легированных бором, с удельным сопротивлением 0,005 Ом•см, который работоспособен в интервале температур от –100 до +200 °С и в диапазоне давлений от 0 до 20 МПа. Датчик предназначен для широкой области применений.

The article presents the design of a pressure-temperature sensor based on p-type silicon whiskers, doped with boron, with a resistivity of 0,005 Ohm•cm. The sensor is operable in a temperature range from –100 to +200 °C and at pressures from 0 to 20 MPa. The sensor is designed for a wide range of applications.

Разработана система измерения индукции магнитного поля и температуры с использованием нитевидных кристаллов кремния р-типа проводимости в качестве первичных преобразователей. Система позволяет в интервале 4,2—77 К производить измерения и магнитного поля, и температуры, а в интервале 100—300 К измерять температуру при воздействии магнитных полей. Такая система пригодна для преобразования малых сигналов, для чего используется усилитель с программируемым коэффициентом усиления и аналого-цифровой преобразователь с высокой разрешающей способностью.

Розроблено систему вимірювання індукції магнітного поля і температури з використанням ниткоподібних кристалів кремнію р-типу провідності як первинних перетворювачів. Система дозволяє в інтервалі 4,2—77 К проводити вимірювання і магнітного поля, і температури, а в інтервалі 100—300 К вимірювати температуру за впливу магнітних полів. Така система придатна для перетворення малих сигналів, для чого використовується підсилювач з програмованим коефіцієнтом посилення і аналого-цифровий перетворювач з високою роздільною здатністю.

The measuring system for the magnetic field and temperature using silicon whiskers p-type conductivity as a primary device has been developed. The developed system allows the measurement of the magnetic field and temperature in the temperature range 42—77 K, as well as to measure the temperature under the influence of magnetic fields in the range of 100—300 K. It is shown that this system is suitable for the conversion of small signals using a programmable gain amplifier and analog-to-digital converter with high resolution.

Представлены результаты исследования электрофизических свойств поликристаллических пленок кремния в структурах "кремний-на-изоляторе" и нитевидных кристаллов кремния в температурном диапазоне 4,2 - 70 К, полученные с помощью импедансных измерений в интервале частот от 10 Гц до 250 кГц. Показана возможность их использования в качестве элементов твердотельной электроники, работоспособных при криогенных температурах.

Представлено результати дослідження електрофізичних властивостей полікристалічних плівок кремнію в структурах "кремній-на-ізоляторі" та ниткоподібних кристалів Si в температурному діапазоні 4,2 - 70 К, одержані за допомогою імпедансних вимірювань в діапазоні частот від 10 Гц до 250 кГц. Показано можливість їх використання як елементів твердотільної електроніки, працездатних за кріогенних температур. Одержані імпедансні характеристики зразків вказують на можливість створення реактивних елементів твердотільної електроніки певних номіналів, придатних для роботи в умовах низьких температур, на основі полікристалічного та монокристалічного кремнію. На основі встановлених залежностей запропоновано окремі елементи твердотільної електроніки у вигляді ємнісних та індуктивних елементів і комплексну систему у вигляді коливального контуру, які працездатні за кріогенних температур. Характеристики розробленої системи залежать як від структури зразків, так і від рівня їх легування, що дозволяє змінювати за необхідності параметри елементів у широких межах.

The paper presents the study results of electrical properties of polycrystalline silicon films in silicon-on-insulator structures and Si whiskers in the temperature range of 4,2 - 70 K obtained by impedance measurements in the frequency range from 10 Hzto 250 kHz and the possibility of their use in solid-state electronics, functioning at cryogenic temperatures. Characteristics of samples obtained with impedance measurements allow to predict certain specifications of reactive elements of solid state electronics based on polycrystalline and single crystalline silicon, operable at low temperatures. Using the established dependencies, separate elements in the form of solid-state electronics capacitive and inductive elements as well as a combined system in an oscillatory circuit, operable at cryogenic temperatures, have been suggested. The features of developed system depend on the structure of samples and their doping level, which allows to change the required parameters of the elements of solid state electronics in a wide range.

Індекс рубрикатора НБУВ: В376.7с0

Шифр НБУВ: Ж14479 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: З32-503 + В368.33 + В379.2

Рубрики:

Теплотехнічні вимірювання

Кріокристали

Фізика напівпровідників

Шифр НБУВ: Ж14479 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Індекс рубрикатора НБУВ: В379.27

Рубрики:

Електричні і магнітні властивості напівпровідників

Шифр НБУВ: Ж14063 Пошук видання у каталогах НБУВ