WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 35 | 36 || 38 | 39 |   ...   | 40 |

Подобная зависимость электросопротивления от температуры характерна для металлов, однако, в исследуемой структуре основной вклад в сопротивление вносит полупроводниковая подложка из монокристаллического кремния р-типа, следовательно, с понижением температуры сопротивление структуры должно расти. Такое поведение структуры может быть объяснено со следующей точки зрения. Основной вклад в сопротивление исследуемой МОПструктуры вносит сопротивление растекания. Оно определяется эффективным радиусом контакта. При стремлении радиуса контакта к нулю сопротивление образца стремится к бесконечности.

Суть эффекта состоит в том, что при протекании тока к полупроводнику через пространственно ограниченные области происходит инжекция носителей заряда, вследствие чего увеличивается эффективный радиус контакта. При этом происходит уменьшение сопротивления структуры в целом. Этот радиус определяется рассеянием электронов на фононах. Чем выше температура образца, тем больше в нем плотность фононов, следовательно, возрастает число электронов, рассеянных на них. При увеличении числа рассеянных электронов уменьшается эффективный радиус контакта, что приводит к увеличению сопротивления. При понижении температуры, напротив, число рассеянных на фононах электронов уменьшается, что приводит к увеличению эффективного радиуса контакта и, соответственно, уменьшению сопротивления.

На основании экспериментальных данных, можно выдвинуть гипотезу о проводимости по каналу. Другим подтверждением гипотезы о проводимости по каналу является независимость тока, протекающего через структуру от площади структуры.

Выводы и рекомендации Обнаруженный нами эффект энергонезависимой памяти в МОП подобных структурах на базе пленок окисла в настоящее время не описан в литературе. Его особенность состоит в том, что переключение в высокопроводящее состояние происходит при одной полярности, а переключение в низкопроводящее состояние при другой полярности. Это позволяет сделать вывод о новизне обнаруженного эффекта.

Анализ полученных нами экспериментальных данных показал, что в нашем случае можно предложить следующую гипотезу: в открытом состоянии проводимость осуществляется по кремниевым цепочкам малого размера, возникших в результате процесса агломерации во время осаждения.

При запирании проводимости электрический заряд помещается на относительно крупные кластеры кремния, сформировавшиеся в газовой фазе и встроившиеся в пленку во время ее роста и имеющие относительно малую ширину запрещенной зоны. Число крупных (управляющих) кластеров меньше, чем мелких, и цепочек проводимости через них не образуется. Это приводит к длительному нахождению заряда на управляющих кластерах.

Список литературы 1. М.Д. Ефремов, В.А. Володин, Д.В. Марин, С.А. Аржанникова, Г.Н. Камаев, С.А.

Кочубей, А.А. Попов // ФТП, 42 вып. 2, стр.202-207 (2008) 2. В.А. Терехов, К.Н. Панков и др. // Сб.трудов международной конференции АМП6, С.Пб., 2008, стр.152-3.А.Е.Бердников, А.А.Мироненко, А.А.Попов, В.Д.Черномордик, А.В.Перминов// Сб.трудов конференции Квантовые компьютеры, микро и наноэлектроника, Ярославль,2008.

4.Б.Т.Коломиец, Г.А.Андреев и др. // Приборы и системы управления Т.4 стр.27 (1980) 5. J. Campbell Scott, Luisa D. Bozano // Adv. Mater. V.19 p.1452 (2007) 6. W. Wu, G.-Y. Jung, D.L. Olynick, J. Straznicky, Z. Li, X. Li, D.A.A. Ohlberg, Y. Chen, S.Y.Wang, J.A. Liddle, W.M. Tong, R. Stanley Williams // Appl. Phys. A 80, 1173–1178 (2005) 7. М.Бродски, Д.Карлсон, Э.Дэвис Аморфные полупроводники.- М.: Мир 1982 г.

8. А.А. Айвазов, Б.Г. Будагян, В.С.Вихров, А.И.Попов Неупорядоченные полупроводники.- М.:Издательство Мэи, 1995 г.

9. У. Харрисон, Теория твердого тела.-М.:Мир 1972 г.

СТЕНД ДЛЯ ЭКСПРЕССНОГО ИЗМЕРЕНИЯ МАГНИТОСОПРОТИВЛЕНИЯ Д.А. Коканов, аспирант Научные руководители С.П. Зимин, д-р физ.-мат. наук, проф.;

О.С.Трушин, канд. физ.-мат. наук, доцент 1. Введение Развитие фундаментальных и технологических исследований в области наноэлектроники и появление наноэлементов с новыми функциональными возможностями и улучшенными характеристиками на новых физических явлениях стимулирует стремительное развитие вычислительной техники, автоматизированных систем. Магнитные элементы, благодаря таким своим достоинствам, как энергонезависимость, широкий температурный диапазон, радиационная стойкость, возможность использования планарной интегральной технологии, совместимой с полупроводниковой технологией, занимают среди разрабатываемых наноэлементов одно из важнейших мест.

Объем финансирования наноисследований и разработок в мире в 2004 г. оценивался в размере 8,8 млрд долл. (в 2003г.- 7,5 млрд долл.) Ожидается, что к 2015 г. мировой рынок наноматериалов и нанотехнологий превысит 1 триллион долл. Число зарегистрированных патентов в области нанотехнологий с 1976г. по 2005г. - 88546 (из них 64% - патенты США).

Объём финансирования наноразработок в течение 8 лет (1977-2004), в США – вырос в 14 раз, в ЕС – в 10 раз, в Японии (в период с 1977 по 2002 гг.) увеличился в 9 раз.

На сегодняшний день в мире наблюдается всплеск интереса к разработке и исследовании МР (магниторезистивных) элементов, связанный с открытием в 1988 г.

гигантского МР эффекта. С октября 2003 г. фирмой Motorola начат выпуск 4-Мбитного однокристального спин-туннельного МР запоминающего устройства с произвольной выборкой (ЗУПВ, или MRAM – Magnet Random Access Memory). Выпускаются головки считывания, датчики магнитного поля и тока, гальванические развязки. Ведутся разработки логических элементов, спиновых транзисторов, нейрочипа на основе МР элементов.

На сегодня наибольший практический интерес представляют спинтронные наноструктуры с СВМР и СТМР эффектами по причине их проявления при малых магнитных полях. Разработка элементов на основе этих эффектов имеет большое значение, т.к. позволит, с одной стороны резко увеличить плотность записываемой и считываемой информации, чувствительность уже известных сенсоров, а с другой – создать новые виды тонкоплёночных МР элементов. Примерами таких элементов являются разработанные и выпускаемые американской фирмой Nonvolatile Electronics (NVE) СВМР гальванические развязки и находящиеся в стадии разработки спиновые транзисторы на СВМР и СТМР эффектах.

Создание спинового транзистора - сложная научно-техническая задача, но её решение позволит резко упростить разработку МР ЗУПОВ и других элементов благодаря возможности объединения функций запоминающих элементов и транзисторов в одном устройстве. Это откроет дорогу к созданию таких устройств, как спиновый процессор, матричные сенсорные системы, многих других интересных и важных направлений сенсорных и информационных систем.

Необходимо ещё раз подчеркнуть, что многослойные тонкоплёночные МР элементы обладают энергонезависимостью в режиме хранения и неограниченным числом циклов перезаписи (для запоминающих элементов), радиационной стойкостью, широким температурным диапазоном, а также весьма важным свойством, присущим только новым элементам на гигантском МР эффекте – возможностью уменьшить их до размеров 0,1 мкм.

Последнее является особенно важным фактором при создании ЗУПВ новых поколений т.к.

позволяет рассчитывать на плотность информации до 107 бит/мм2. Подобным сочетанием свойств не обладают устройства, основанные на МР эффекте в толстых плёнках, на эффекте Холла, полупроводниковые элементы.

Области возможного применения элементов определяются их свойствами: Для МР датчика - прежде всего авиационная, космическая и автомобильная промышленность, медицина, управление механизмами, охранные устройства, гальванические развязки, ит.д.; там же следует ожидать применения в ближайшее время МР УЗПВ. Вскоре подобные устройства смогут заменить во многих областях динамические полупроводниковые ЗУПВ [1].

2. Обоснование цели и задач проекта Целью данного проекта является автоматизация процесса измерения магнитосопротивления пленочных магниторезистивных структур.

Для этого необходимо решить следующие задачи:

• Разработка стенда • Разработка и изготовление необходимых элементов стенда • Разработка программного обеспечения • Сборка и отладка стенда При изучении магниторезистивных свойств исследуемых структур возникает необходимость передавать полученные в ходе измерений данные непосредственно в компьютер для их последующего хранения и обработки. Автоматизация эксперимента позволяет улучшить воспроизводимость результатов, и сократить время проведения измерений до нескольких минут.

3. Методы их достижения Для измерения магнитосопротивления пленочных многослойных структур нами разработан стенд (рис.1), позволяющий автоматизировать процесс измерения и передавать полученные в ходе измерений данные непосредственно в компьютер для их последующего хранения и обработки.

В основе работы стенда предусмотрены три канала:

1-й канал предназначен для измерения магнитосопротивления образца, 2-й - для управления напряжением на катушках Гельмгольца, 3-й – для измерения напряжения на катушках Гельмгольца.

В данном стенде для управления и обработки информации используется разрядная плата NI 6221 фирмы National Instruments, которая одновременно подает, через внешний усилитель, управляющее напряжение, и производит измерение сопротивления образца и напряжения на катушках Гельмгольца.

Для управления платой сопряжения, разработана специальная программа на языке Visual С++.

Для создания однородного магнитного поля используется катушка Гельмгольца с диаметром намотки 10см. Данная катушка Рис.обеспечивает создание магнитного поля с индукцией до 100 Э. Полость внутри катушки используется для помещения исследуемого образца.

Стандартный образец представляет собой кусок кремниевой подложки прямоугольной формы размером 10х12 мм с нанесенной магниторезистивной структурой. Чувствительные магниторезистивные элементы сформированы в виде узких полосок с напылёнными медными контактами по краям. для создания надежного контакта образец помещается в специальный контейнер из оргстекла с серией пружинных контактов. Снаряженный контейнер с образцом помещается внутрь катушки Гельмгольца.

Плавное изменение магнитного поля обеспечивается путем подачи на катушку пилообразного напряжения питания, с использованием генерируемого платой NI 6221 и усилителя напряжения на основе операционного усилителя LM 675. Использование в качестве генератора сигналов плату NI 6221 позволяет варьировать закон изменения напряжения на катушке (от пилообразного до синуса) и скорость сканирования по полю в широких пределах от 0,01 Гц до 500Гц. Медленное сканирование по полю позволяет избежать высокочастотных помех и исследовать медленные процессы в плёнке. Величина поля в катушке вычисляется по напряжению на катушке Гельмгольца. Для ввода этой величины в компьютер используется плата NI 6221.

Стенд позволяет измерять сопротивление образца с точностью до одной тысячной доли Ома. Рабочее напряжение, подаваемое на образец, составляет 3,3 В.

4. Научные, практические и инновационные результаты работы Стенд для измерения магнитосопротивления позволяет уменьшить время проведения эксперимента, осуществлять быструю замену образцов, обеспечить высокую точность измерения при хорошей воспроизводимости результатов. Данный стенд проходит техническую отладку в Ярославском филиале Физико-технологического института РАН, где осуществляется процесс формирования пленочных магниторезистивных структур, и демонстрирует высокую работоспособность.

Себестоимость стенда значительно ниже, чем у зарубежных аналогов и на момент изготовления находилась в пределах 80 тыс. руб.

По материалам предварительных исследований опубликованы 3 работы [2-4].

Принципы формирования стенда обсуждались на 3 научных конференциях. На конференциях «11-я научная молодежная школа по твердотельной электронике «Нанотехнологии, наноматериалы, нанодиагностика»» в Санкт-Петербурге и «Шестьдесят первая научнотехническая конференция студентов, магистрантов и аспирантов» в ЯрГТУ доклады отмечены Дипломами победителей. Параметры стенда описаны в статье, направленной в журнал «Микроэлектроника» [5].

5. Выводы и рекомендации Данный стенд позволяет автоматизировать процесс измерения магнитосопротивления, что делает возможным проведение экспресс-диагностики пленочных структур при высоких параметрах точности измерений.

Стенд может быть использован как в научно-исследовательских целях, так и для контроля качества получаемых магниторезистивных структур на технологических линейках формирования наноразмерных систем.

6. Список литературы [1] С.И Касаткин, Н.П. Васильева, А.М. Муравьёв Спинтронные магниторезистивные элементы и приборы на их основе. – М.:ГКС, 2005. 168 с.

[2] О.С. Трушин, С.П. Зимин, Д.А. Коканов Автоматизация процесса измерения магнитосопротивления // Тезисы докладов 11-й научной молодежной школы по твердотельной электронике «Нанотехнологии, наноматериалы, нанодиагностика», 2008, с. [3] О.С. Трушин, С.П. Зимин, Д.А. Коканов Стенд для автоматизации измерения магнитосопротивления // Сборник тезисов Шестьдесят первой научно-технической конференции студентов, магистрантов и аспирантов, 2008, с. [4] О.С. Трушин, Д.А. Коканов, В.Ф. Бочкарёв, В.В. Наумов, Э.Ю. Бучин Автоматизированный стенд для экспресс диагностики магниторезистивных структур //Сборник научных трудов научно-практической межрегиональной конференции Квантовые компьютеры, микро- и наноэлектроника, 2008, с. 136-[5] О.С. Трушин, Д.А. Коканов, В.Ф. Бочкарёв, В.В. Наумов, Э.Ю. Бучин Автоматизированный стенд для экспресс диагностики магниторезистивных структур // Микроэлектроника, 2009, том 38, №3, с. 1- РАЗРАБОТКА ПОДХОДОВ К ФОРМИРОВАНИЮ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ ПРИ ПОМОЩИ РЕАКЦИЙ КОНДЕНСАЦИИ Проказников М.А., студент гр. Б-Научный руководитель Котов А.Д., д.х.н., доцент Введение Одним из вариантов, обеспечивающих развитие данного подхода, является реакция конденсации, носящая как внутри-, так и межмолекулярный характер. Несмотря на то, что этот тип взаимодействий в значительной степени изучен, остаются многие перспективные направления, открывающие путь к получению практически ценных химических веществ.

Органические реакции, происходящие с отщеплением элементов воды, галогеноводородов, молекулярного водорода, а также с расщеплением углеродного скелета при внешнекаталитической активации, представляют значительный интерес для препаративной химии, поскольку позволяют получать соединения, содержащие ряд аннелированных через «ребро» гетероароматических продуктов, представляющих интерес для химии полимеров, сцинтилляторов, красителей.

Pages:     | 1 |   ...   | 35 | 36 || 38 | 39 |   ...   | 40 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.