Для авторов
Найти
Результаты поиска
Найдено результатов: 5.
-
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ КРЕМНИЕВОЙ N-I-P НАНОСТРУКТУРЫ
Н.М. Богатов , В. С. Володин , Л.Р. Григорьян , М. С. Коваленко123-1332025-11-10Аннотация ▼Распределение ионизованных примесей, электронов, дырок определяет структуру, физические свойства, эксплуатационные характеристики полупроводниковых приборов. Роль поверхностных электронных состояний отрицательна, степень их влияния на характеристики прибора зависит от особенностей структуры. Уменьшение размеров полупроводниковых приборов – современная тенденция совершенствования электроники. Влияние поверхностных состояний на свойства наноразмерных объектов возрастает при уменьшении их размеров. Объектом исследования является электрическое поле кремниевой n-i-p наноструктуры. Цель исследования – анализ влияния поверхностных состояний на внутреннее электрическое поле кремниевой n-i-p наноструктуры. Задачи исследования: 1 – Рассчитать численно с учетом поверхностных состояний потенциал и напряжённость электрического поля, концентрацию доноров и акцепторов в кремниевой n-i-p наноструктуре с диффузионным профилем легирования. 2 – Определить влияние толщины n-i-p наноструктуры и плотности поверхностных состояний на потенциал и напряжённость электрического поля. 3 – Определить состав области пространственного заряда n-i-p наноструктуры с минимизированным влиянием поверхностных состояний. Методика расчёта основана на численном решении уравнения Пуассона с учётом поверхностных состояний и граничными условиями, включающими условие общей электронейтральности образца. В результате получены распределения потенциала и напряжённости электрического поля для различных значений толщины наноструктуры и плотности поверхностных состояний. Показано, что заряженные поверхностные состояния изменяют потенциал и напряженность электрического поля не только в поверхностной области, но и в объеме наноструктуры. Значение напряженности в базе возрастает с уменьшением её толщины, это значение уменьшается, если плотность поверхностных состояний превышает 1013 см–2. Снижение плотности поверхностных состояний до 1012 см–2 устраняет созданный ими поверхностный потенциальный барьер. Область пространственного заряда состоит из 5 частей: область положительного заряда, созданного ионизованными донорами, область, обогащённая электронами, область, обеднённая носителями заряда, область, обогащённая дырками, область отрицательного заряда, созданного ионизованными акцепторами
-
ИССЛЕДОВАНИЕ МЕМРИСТИВНЫХ НАНОРАЗМЕРНЫХ СТРУКТУР С ПРОФИЛИРОВАННЫМ ЭЛЕКТРОДОМ ДЛЯ НЕЙРОМОРФНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
И.Л. Житяев , М. С. Картель , Ю.Ю. Житяева , А. А. Авакян , В. А. Смирнов2025-04-27Аннотация ▼Представлены результаты разработки наноразмерных мемристорных структур, примене-
ние которых является перспективным для аппаратной реализации систем искусственного интел-
лекта. Предложена конструкция мемристорной ячейки на основе пленки оксида титана толщи-
ной от 3 до 50 нм, верхний электрод которой представлял профилированную структуру в виде
двух высокоаспектных острийных наноразмерных структур (ВОНС), у которой одно из острий
было с радиусом 10 нм, а радиус острия второй варьировался в диапазоне от 10 до 50 нм. В каче-
стве материала для верхнего электрода была выбрана платина из-за ее уникальных физико-
химических свойств, в том числе высокой химической инертности в широком диапазоне темпера-
тур и агрессивных сред, низкого удельного электрического сопротивления и устойчивости к окис-
лению. Эти характеристики делают платину оптимальным материалом для использования в
электронных устройствах и сенсорных системах, где требуется долговременная стабильность и
минимальные потери энергии при передаче сигнала. Представлены результаты моделирования
распределения напряженности электрического поля в межэлектродном промежутке мемристор-
ной ячейки. Моделирование проводилось с использованием программного обеспечения COMSOL
Multiphysics, в которой решаются системы нелинейных дифференциальных уравнений в частных
производных методом конечных элементов, при разности потенциалов между электродами 5 В.
На основе результатов моделирования получены и проанализированы зависимости величины на-
пряженности электрического поля от геометрических параметров мемристорной ячейки. Выяв-
лено локальное усиление напряженности электрического поля по периметру интерфейса оксида с
ВОНС. Усиление неоднородности напряженности электрического поля возрастает с увеличением
толщины оксидной пленки и может достигать 13,4%. Полученные результаты могут быть ис-
пользованы при разработке нейроморфной электронной компонентной базы робототехнических
систем и систем искусственного интеллекта на основе мемристоров -
РЕЗУЛЬТАТЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ ТУРБУЛЕНТНОГО ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ
О.В. Белоусова , Г.В. Куповых , А.Г. Клово , В.В. Гривцов2022-11-01Аннотация ▼Представлены результаты математического моделирования электродинамической
структуры турбулентного приземного слоя атмосферы. Использована модель стационар-
ного турбулентного электродного эффекта, действующего вблизи поверхности земли.
Анализ уравнений методами теории подобия позволил сделать ряд обоснованных физиче-
ских допущений, позволивших получить аналитические решения. Получены аналитические
формулы для расчетов профилей концентраций легких ионов (аэроионов), плотности объ-
емного электрического заряда и напряженности электрического поля в турбулентном
электродном слое. В результате математического моделирования исследованы зависимо-
сти распределения электрических характеристик приземного слоя от значений электриче-
ского поля, степени турбулентного перемешивания и аэрозольного загрязнения атмосфе-
ры. Показано, что параметр электродного эффекта (отношение значений напряжённости
электрического поля на поверхности земли и на верхней границе электродного слоя) прак-
тически не зависит от атмосферных условий, тогда как высота электродного слоя и, со-
ответственно, масштаб распределения электрических характеристик приземного слоя
меняются в значительной степени. Усиление турбулентного перемешивания в приземном
слое приводит к увеличению высоты электродного слоя и, как следствие, масштабов рас-
пределения его параметров. Усиление электрического поля или загрязнение воздуха аэро-
зольными частицами достаточной концентрации приводит к уменьшению его высоты.
Увеличение концентрации аэрозольных частиц в атмосфере уменьшает значения плотно-
сти электрического заряда у поверхности земли. Теоретические расчеты хорошо согласу-
ются с экспериментальными данными и результатами численного моделирования элек-
трической структуры приземного слоя. Полученные в работе аналитические формулы для
расчетов электрических характеристик приземного слоя и результаты вычислений могут
быть полезны при решении ряда прикладных задач геофизики, в частности для мониторин-
га электрического состояния атмосферы. -
МОДЕЛИРОВАНИЕ ЭЛЕКТРОДИНАМИЧЕСКОЙ СТРУКТУРЫ НЕТУРБУЛЕНТНОГО ПРИЗЕМНОГО СЛОЯ
Г. В. Куповых , А.Г. Клово , В. В. Гривцов , О. В. Белоусова2022-08-09Аннотация ▼Представлена электродинамическая модель атмосферного приземного слоя, обуслов-
ленная действием электродного эффекта вблизи поверхности земли, и анализ ее уравнений
методами теории подобия. Отдельно рассмотрены математические модели электриче-
ского состояния приземного слоя в приближениях классического и турбулентного элек-
тродного эффекта. В математической постановке задач моделирования классического
электродного слоя сделан ряд обоснованных физических допущений, позволивших получить
аналитические решения уравнений. Получены аналитические формулы для расчетов про-
филей концентраций аэроионов, плотности объемного электрического заряда и напряжен-
ности электрического поля в электродном слое. В результате математического моделирования исследованы зависимости распределения электрических характеристик приземно-
го слоя от значений электрического поля, степени ионизации воздуха и аэрозольного за-
грязнения атмосферы. Показано, что отношение значений напряжённости электрического
поля на поверхности земли и на верхней границе электродного слоя практически постоян-
но. Усиление электрического поля, скорости ионизации воздуха и присутствие аэрозольных
частиц достаточной концентрации приводит к уменьшению толщины электродного слоя
и, как следствие, масштабов распределения его параметров. Повышение степени иониза-
ции увеличивает, а увеличение концентрации аэрозольных частиц в атмосфере уменьшает
значения плотности электрического заряда в приземном слое. Теоретические расчеты
хорошо согласуются с экспериментальными данными и результатами численного модели-
рования электрической структуры приземного слоя. Полученные в работе аналитические
формулы для расчетов электрических характеристик приземного слоя и результаты вы-
числений могут быть полезны при решении ряда прикладных задач геофизики, в частности
для мониторинга электрического состояния атмосферы. -
ФОРМИРОВАНИЕ СТРУКТУРЫ АТМОСФЕРНОГО ЭЛЕКТРОДНОГО СЛОЯ
С. С. Свидельский , В.С. Литвинова , Г.В. Куповых , А. Г. Клово2021-01-19Аннотация ▼Рассматривается проблема формирования электрического состояния нижнего слоя
атмосферы вблизи поверхности земли. Исследуется электродинамическая модель неста-
ционарного турбулентно-конвективного призменного слоя в приближении электродного
эффекта (ЭЭ). Исходная система состоит уравнений, описывающих ионизационные и ре-
комбинационные процессы для аэроионов, и уравнения Пуассона для электрического поля.
В зависимости от метеорологических условий в атмосфере отдельно рассмотрены модели
электродного слоя (ЭС) в приближениях классического и турбулентного ЭЭ, а также в
приближении сильного турбулентного перемешивания. В качестве факторов, влияющих напространственно-временную структуру ЭС, выступают турбулентный и конвективный
перенос аэроионов, уровень ионизации воздуха и присутствие в нем субмикронного аэрозо-
ля. Выявлены безразмерные параметры (критерии подобия) для электродинамических
уравнений, позволяющие осуществлять выбор соответствующего приближения для моде-
лирования структуры электродного слоя в зависимости от атмосферных условий. В сво-
бодной от аэрозоля атмосфере время установления стационарного состояния в электрод-
ном слое составляет примерно 5 мин., для классического слоя (характерная высота около
4-5 м), а в турбулентном - примерно 15 мин. (высота порядка 10 м). В случае сильного тур-
булентного перемешивания масштаб распределения электрических величин возрастает до
сотен метров. Соотношение характерных скоростей турбулентного и конвективного
процессов указывает на преобладающий физический механизм переноса ионов и формиро-
вания структуры ЭС. Увеличение скорости конвективного переноса, направленного вниз,
приводит к ослаблению механизма турбулентного перемешивания, а при переносе вверх,
имеет место обратный эффект. Присутствие в атмосфере субмикронного аэрозоля при-
водит к образованию тяжелых ионов, подвижность которых много меньше, чем у аэроио-
нов. Однократно заряженные аэрозольные частицы с концентрацией, не превышающей
число аэроионов, незначительно меняют пространственно-временные характеристик ЭС.
Тогда как наличие в приземном воздухе многократно заряженных аэрозольных частиц,
увеличивает время электрической релаксации и уменьшает высоту ЭС. При достаточно
больших концентрациях аэрозоля (больше числа аэроионов на порядок и более) необходимо
учитывать его перенос турбулентно-конвективными потоками, а структура ЭС опреде-
ляется только тяжелыми ионами.
1 - 5 из 5 результатов
