Введение к работе
Актуальность проблемы
Исследования механизмов возникновения отрицательного дифференциального сопротивления в полупроводниковых приборах, особенностей воздействия на них внешних электрических и магнитных полей, колебательных режимов, возникающих в устройствах, включающих такие приборы, нелинейных явлений в электродинамических системах, их содержащих, можно о шести к числу современных научных направлений, развивающихся на стыке твердотельной электроники и радиофизики. Интерес к подобным исследованиям обусловлен широким применением достижений твердотельной электропики во многих отраслях науки и техники, что связано с открытием новых физических эффектов в полупроводниках и полупроводниковых приборах {(hum J.II, Read W. Т., Esaki L., Тагер A.C. и др.) и их использованием для разработки и создания как дискретных, так и инте-іральньїх устройств для генерации, усиления, преобразования и управления энергией электромагнитного излучения. Успехи в области разработки, создания и применения электронных приборов, имеющих в определенном режиме отрицательное значение дифференциального сопротивления - основного дифференциального параметра, так называемых "негатронов" (Бенина Ф., Гаряинов С.А., Абезгауз 11.Д. и др.), привели к формированию "не-гатроншеи" - молодого самостоятельного научного направления электроники, цели и задачи которого были сформулированы сравнительно недавно {Серьезное А.Н., СтепановаЛ.Н., ФшишокН.А. и др.).
Приборы с отрицательным дифференциальным сопротивлением (ОДС) находят широкое применение в радиофизических и радиотехнических системах самого широкого назначения не только в качестве основных элементов усилительных, генераторных и ключевых схем {Серьезное А.П., Степанова JUL, Виберман JUL и др.), а также чувствительных сенсоров {Касимов Ф. Д., НегоденкоО.П., Кошеле в С. Г., Семеншш В.П., Коноплевії!', и др.), но и как элементарные функциональные элементы, благодаря присущей им внутренней управляемой реактивности (Al-Charehaf-chiS.lL, Abdul Rachman А.А., Szczepkowski G., Baldwin G., FarrellR., Степанова JI.Il, Серьезное A.II., Арефьев .-1..1., Сафонов B.M. и др.), причем реактивность, в зависимости от тина ОДС, может иметь как индуктивный, так и емкостной характер {Фомин //.//., Королев К).II., Усанов Д.А, Пение СП., Горштов С.С. и др.).
Группа устройств, наличие участка ОДС на вольт-амперных характеристиках (13АХ) у которых обусловлено физическими явлениями, происходящими в полупроводниковых структурах, сравнительно небольшая и включает' в себя туннельные, лавшшо-нролетпые диоды, диоды Ганна, диоды с барілгром Шоттки, лавинные транзисторы и ряд других (Gutm J.B.. Schottky W.. Read W.T., Shockley IK, Esaki L, Тагер A.C. и др.). Известны co-
единения переходных металлов, кристаллы которых демонстрируют па своих вольт-амперных характеристиках участки ОДС одновременно Л' и /V -типов (Пергамент АЛ, Стефанович Г.В., Величко А.А. и др.). Приборы такого типа, обладая -эффектами переключения и памяти, а также эффектами транзисторного и тиристорного типа (Смолянский Р.Е., Смолянский В.А.), могут применяться в качестве чувствительных элементов сенсорных сіючим, электронных переключательных устройств, датчиков температуры.
Общим недостатком приборов этой группы является то, что лежавше в основе механизма их работы физические эффекты, электрофизиче-скис характеристики материалов, из которых они изготовлены, технология их создания однозначно определяют их электрические и эксплуатационные параметры. 'Гак, например, туннельный диод физически не предназначен для работы с высокими уровнями рассеиваемой мощности и при сравнительно высоких значениях питающего напряжения, не говоря уже о возможности изменения формы ВЛХ и крутизны ее падающего участка.
Другим существенным недостатком большинства приборов этого тина представляется их плохая совместимость с современной технологией изготовления интсчральных схем.
Н связи с этим широкое распространение получили также устройства, в которых механизм возникновения ОДС обусловлен действием положительных и отрицательных обратных связей (Nielsen N.O., Willson A.N.. Арефьев /1.. 1., Серьезное .-1.//., Степанова Л.П., Иегоденко О.И., Христофоров В.II., Нрохин А.В. и др.). Создание устройств с ОДС, обусловленным характером обратных связей, позволяет не только получать у них требуемую форму ВЛХ и, в частности, участки с ОДС, по и оперативно варьировать электрические параметры вновь создаваемых приборов в зависимости от их функционального назначения, в связи с чем задача создания устройств с заданными характеристиками, а также возможностью их регулировки и управления, представляется современной и актуальной.
Параметры ВАХ таких двухполюсников с ОДС можно варьировать, изменяя номиналы элементов, введенных в цени положительных или отрицательных обратных связей устройств (Al-Cluitrhafchi S.IL, Al-Wakeel S.S., Abdul Rachmun A.A., Кипа G., Sluirma S.M., Nagala M.A., Серыпнов .1.//., Арефьев А.А., Степанова JUL, I'apuijun А.Г., Иегоденко О.П. и др.). Следует также отметить, что для полупроводниковых устройств, в которых механизм возникновения ОДС основан на введении із схему положительных и отрицательных обратных связей, довольно хорошо изучены возможности управления параметрами их характеристик воздействием электрического ноля (Серебренников СВ., ТвердоступН.П., ХандецкийВ.С, Дьяко-новВ.11., Серьезное A.IL, Арефьев А.А., Степанова JUL и др.), света (Каштан мт П.А., Гурии Н.Т.) и температуры (Степанова JUL, Баскаков L'.LL), в то же время как вопросы воздействия на такие приборы магнитного поля и проблема создания приборов с магнитоуправляемыми характеристиками изучены недостаточно.
Включение и цени смещения и обратных связей таких приборов элс.мстов, проводимость которых зависит от величины приложенного внешнею магнитного ноля, может позволить создавать структуры, параметры ВАХ которых прогнозируемо управляются этим полем, причем эффект от воздействия управляющего фактора может достигать значительно больших величин, чем в известных устройствах. Предлагаемый способ может быть особенно эффективным при интеїральиом исполнении двухполюсников с ОДС, поскольку позволяет существенно снизить в изготовляемой микросхеме количество управляющих выводов и разрабатывать устройства, функциональное назначение которых возможно изменять под воздействием внешнего магнитного ноля без каких-либо настроек и вмешательства в принципиальную электрическую схему.
Введение в цепи обратных связей элементов, характеристики которых зависят от величины приложенного внешнего магнитного ноля, может позволить создавать также приборы, обладающие динамической ВАХ с падающим участком, которой используемый магштгоуправляемый прибор, равно как и модифицируемое устройство, изначально не обладают.
Получение на ВАХ одного прибора нескольких стабильных и устойчивых участков с ОДС разного типа потенциально позволяет расширить функциональные возможности устройств такого класса (Sliarina С.К., Dulhi Roy S.C.). 'Гакне приборы получили название мультистабильных или многоустойчивых {Некрасов М.М., Апостолов Л.II., УсаповД.Л., Скрипагіь Л.В., Ор.чоп В.П., Коротші П.II. и др.). Получение па вольт- амперной характеристике одного прибора нескольких стабильных и устойчивых участков с отрицательным дифференциальным сопротивлением представляет интерес, поскольку позволяет существенно упростить схемотехнические решения, уменьшить объем элементной базы, а также расширить функциональные возможности такого класса усіройств фатова Л.Б., Кобзев В.В., Рив-:ши /1..-1., Стовьёа B.C. и др.). Достижения указанных целей можно добиться, создавая приборы с мудьтистабильными ВАХ, способные эффективно изменять параметры своих характеристик под воздействием электрического или магнитного поля.
Возможность управления параметрами мулътисгабилыюй ВАХ внешним магнитным полем может придать таким приборам повое качество способность устройства изменять свою функцию без изменения его принципиальной схемы, что, безусловно, позволяет расширить іраницьі применения подобных твердотельных приборов. К настоящему времени этот вопрос изучен недостаточно, что обусловливает актуальность исследований is этом направлении.
Известно, что отличительным признаком полупроводниковых материалов и созданных на их основе приборов является чувствительность к воздействию земнературы, света, внешних электрических и магнитных нолей. Такое свойство полупроводниковых приборов может быть использо-
вано для управления устройствами, включающими эти приборы в свои состав. Следует отметить, что возможность управления магнитным полем полупроводниковыми приборами с ОДС, не имеющими в своём составе магниточувствительных элементов, в частности, диодами Ганна в авто генераторных схемах, может позволить расширить границы использования таких устройств {Boanlman A.D.. Fawcell W„ Rucli J.G., Heinle W.,Sliur M.S., Левинштеіш M.li., Горфннкель В.Із., Андропов .1..-1., Усаіюи J(.A., Горбатов C.C, Скршіаіь А.В. и др.). Эта возможность также изучена сравнительно недостаточно, в связи с чем исследования в этом направлении актуальны и практически значимы.
Благодаря присущей приборам с ОДС внутренней управляемой реактивности, имеющей (в зависимости от типа ОДС) как индуктивный, гак и емкостной характер, создание на их основе автогеперирующих схем требует минимального количества внешних элементов, что существенно упрощает схемотехнику таких устройств. Наличие реактивности у таких приборов обусловило также многочисленные попытки использования их в качестве управляемых полупроводниковых эквивалентов иидуктивностей {Степанова. П.П, Серьезное А.Н., Арефьев А.А., Сафонов В.М. и др.)., но в силу того, что параметры таких иидуктивностей не полностью соответствовали требованиям практики, окончательного решения данная проблема не получила. Характерная для индуктивности <|мзовая зависимость тока от напряжения наблюдается также в длинных диодах при высоких уровнях инжекции {Варанов , Се.чтцев Г.В., Роках А.Г. и др.), но, как показали результаты исследований, индуктивные свойства такие приборы демонстрируют в сравнительно узком частотном диапазоне, а добротность их невелика.
С учетом того, что индуктивность - физическая величина, характеризующая магнитные свойства элемента электрической цепи и равная отношению потока магнитной индукции, пересекающей поверхность, оіра-ниченпую проводящим контуром, к силе тока в пом контуре, создающем этот поток, изменение этого потока в результате взаимодействия с помещенным в ігроводящий контур объектом эквивалентно изменению величины индуктивности. Использование полупроводниковых приборов в качестве компонентов, параметры которых (в частности, проводимость") изменяются в широких пределах, может позволить создать электрически управляемые индуктивные элементы, что придает актуальность исследованиям в этом направлении.
Наличие у твердотельных приборов с ОДС механизма встроенной обратной связи в широком диапазоне частот приводит к тому, что такие приборы демонстрируют разнообразный спектр колебательных режимов: от гармонических и релаксационных, до еложнопериодичееких и квазипериодических {Golhtb J.P., Brimner Т.О.. Dctnly B.C., Malsuwoto Т., СІша L.O.. Котит М, Сюсапь У., КчяшкоС.В., Ппкоискіт А.С., Рабинович М.II. и др.). Сложное поведение характерно и для активных двухполюсников с маг-
нитоуправляемыми характеристиками {Усанов J(.A., Вениг СБ., Скворцов СП. и др.), но при этом анализа их динамического поведения до сік пор проведено не было. Описание таких объектов как нелинейных динамических систем приводит к необходимости их анализа с точки зрения динамики изменения режимов работы при изменении их параметров под воздействием управляющего ноля, изучению условий возникновения, существования и исчезновения периодических и хаотических режимов работы.
Такие исследования могут позволить обнаружить новые физические закономерности поведения радиотехнических и радиофизических систем, включающих в себя твердотельные элементы с управляемой нелинейностью, оценить их поведение при воздействии внешних полей и сигналов.
В связи с этим являєшся актуальным проведение, целенаправленного комплекса жепернментатьных и теоретических исследований по созданию полупроводниковых приборов с отрицательным дифференциальным сопротивлением и управляемыми магнитным полем характеристиками, особенностей нелинейных явлений « динамических системах, вкпючаюіцих а себя такие приборы, обуслоаченных изменением их характеристик под влиянием внешних управляющих воздействий.
I [роведение целенаправленного комплекса таких исследований может позволить обнаружить новые физические явления в разработанных магпитоуправляемых полупроводниковых приборах, создать на их основе новые типы твердотельных устройств, а также расширить функциональные характеристики устройств, уже получивших широкое распространение в различных областях твердотельной электроники, и тем самым еще больше расширить ірапицьі их применения.
Цель диссертационной работы состоит в разработке новых полупроводниковых приборов, обладающими характеристиками с ОДС, управляемым магнитным и электрическим полями; изучении нелинейных явлений и установлении новых физических закономерностей в динамических системах с такими полупроводниковыми структурами, обусловленных как нелинейными режимами их работы, так и нелинейными свойствами самих приборов, а также изменением их характеристик под влиянием внешних воздействий; создании на основе разработанных приборов новых типов радиофизических и радиотехнических устройств.
Для достижении поставленном цели были решены следующие задачи:
1) разработка, экспериментальное и теоретическое исследование полупроводниковых приборов с ОДС и управляемыми внешними магнитным и электрическим полями характеристиками; 2) создание, экспериментальное и теоретическое исследование полупроводниковых приборов с мультиста-билыюй ВАХ, обладающей участками ОДС. управляемыми внешним магнитным полем; 3) реализация, экспериментальное и теоретическое исследование электрически управляемых индуктивных элементов, в качестве
перестраиваемых компонентов которых используются полупроводниковые л-/-р-/-/г-структуры; 4) выявление физических закономерностей процессов формирования радиочастотного импульса в управляющих устройствах па /ы'-л-диодах; 5) изучение сложных динамически, в том числе хаотических, режимов работы в генераторных схемах, содержащих полупроводниковые приборы с управляемыми внешним магнитным полем характеристиками, 6) определение взаимосвязи температуры прибора и типа колебательных режимов в генераторных" схемах, содержащих полупроводниковые приборы с управляемыми внешним магнитным полем характеристиками; 7) установление физических закономерностей нелинейных явлений в сверхвысокочастотиых (СВЧ) генераторах на диодах Ганна, работающих в режиме многочасто той генерации, при воздействии на них внешнего СВЧ сигнала и управляющего магнитного поля.
Научная новизна
Впервые проведен целенаправленный комплекс экспериментальных и теоретических исследований но созданию новых полупроводниковых негатронов, с характеристиками, регулируемыми внешними магнитным и электрическим полями, и также особенностей нелинейных явлений в электродинамических системах, включающих такие приборы.
Впервые разработаны полупроводниковые мапштоуправляемые двухполюсники с отрицательным дифференциальным сопротивлением, основанным на использовании механизмов обратных связей.
.1 Впервые реализованы управляемые автогенераторы как ни активных мапштоуправляемых полупроводниковых двухполюсниках с ОДС, так и па усилителях, включающих магнитодиоды с экспоненциальной вольт амперной характеристикой в цепях обратной связи по магнитному полю.
Показано, что для описания сложного поведения динамических систем на иолунроводшисовых мапштоуправляемых негатронах требуется учет влияния температурных зависимостей их характеристик па реализуемые в таких системах колебательные режимы.
Разработан новый тип активного полупроводникового двухполюсника с мультиетабилыюй вольт амперной характеристикой, обладающей участками отрицательного дифференциального сопротивления как S , так и Лг- типов; продемонстрирована возможность реализации на таком приборе генератора, управляемого электрическим нолем.
Впервые экспериментально обнаружена возможность существования мультиетабилыюй вольт- амперной характеристики у структур тина металл-окисел-окисел металл на участках как прямого, так и обратного смещений.
7. Впервые экспериментально обнаружена н теоретически обоснована возможность создания управляемых электрическим полем пассивных индуктивных элементов с нелинейными полупроводниковыми n-i-p-i-n-структурами в качестве перестраиваемых компонентов.
Я. Установлены способ и форма сигналов, управляющих />-/-я-диодными приборами, при которых можно повысить быстро действие указанных устройств и избежать искажений формируемых ими импульсов.
9. Показана возможность существенного расширения диапазона перестройки частоты и изменения выходной мощности СВЧ-генераторов на диодах Ганна под воздействием управляющего магнитного поля по сравнению с известными схемами.
Достоверность результатов диссертации
Достоверность полученных теоретических результатов обеспечивается: строгостью используемых математических моделей; корректностью упрощающих допущений; сходимостью вычислительных процессов к искомым решениям; выполнимостью предельных переходов к известным ре-шешіям; соответствием результатов расчета эксперименту.
Достоверность экспериментальных результатов обеспечена: применением современной стандартной измерительной аппаратуры; метрологической поверкой измерительного оборудования и методик измерения; обработкой экспериментальных данных с помощью современных методов с использованием ЭВМ; воспроизводимостью полученных результатов.
Научная и прикладная значимость работы: 1) на основе экспериментальных и теоретических исследований разработаны магнитоуправляе-мые полупроводниковые двухполюсники с отрицательным дифференциальным сопротивлением, основанные на использовании механизмов обратных связей; 2) разработан новый типа активного полупроводникового двухполюсника с мультистабилыюй вольт-ампер ной характеристикой, обладающей участками отрицательного дифференциального сопротивления Л' и Л' типов; 3) реализованы управляемые электрическим нолем пассивные индуктивные элементы с и-/-р-і'-п-етрукгурами в качестве перестраиваемых компонентов; 4) созданы эффективные устройства управления радиочастотным сигналом на основе полупроводниковых диодов с р-і-п структурами, реализующие предложенные способы управления; 5) Разработан активный полупроводниковый двухполюсник с мультистабилыюй вольт-амперной характеристикой на участках как прямого, гак и обратного смещений на основе структур типа металл-окисел-окисел-металл; 6) установлена возможность эффективной управляемой модуляции выходного сигнала СВЧ генератора на диоде Ганна, работающего в режиме синхронизации или биений; 7) установлена взаимосвязь температуры при-
бора и типа колебательных режимов в генераторных схемах, содержащих полупроводниковые приборы с управляемыми внешним магнитным полем характеристиками; X) на «снопе результатов исследования устройств с маг-ннточувствительными полупроводниковыми элементами разработан измеритель индукции постоянного магнитною поля 110], превосходящий по ряду своих 'эксплуатационных параметров известные модели промышленных тее-ламеїров; результаты исследования нелинейных режимов работы СВЧ генератора на диоде Ганна были использованы в разработанном комплексном измерителе параметров зерна, обладающем повышенной точностью измерений параметров объекта по сравнению с известными моделями своего класса [23]; 9) результаты проведенных исследований легли в основу разработанных новых устройств защиты, контроля и оірашічепия доступа, позволяющих повысить степень защищенности подобных систем, а также новых приборов, эффективно управляющих р-і-п -диодными устройствами, защищенных патентами на изобретение РФ и авторскими свидетельствами |25-281.
Основные положении, выносимые на juihii ту
Включение магшгточувствительных элементов в качестве активных компонентов, а также в цени смещения и обратных связей двухполюсников на транзисторах, механизм возникновения ОДС в которых обусловлен действием указанных обратных связей, позволяет создавать приборы с магни-тоуиравляемыми характеристиками S и N-типов, обладающими участками ОДС, имеющими как статический, 'так и динамический характер. Частотой и амплитудой выходного сигнала автогенераторов, разработанных на основе магпитоуправляемых двухполюсников можно управлять, изменяя напряженность воздействующего магнитного или электрического нолей.
Моделирование разработанных магпитоупранляемых двухполюсников системами алгебраических и нелинейных дифференциальных уравнений для мгновенных значений напряжений и токов, составленных методом переменных состояния, и решение систем численным методом Гира шестого порядка позволяет получить теоретическое описание характеристик и режимов работы разработанных приборов, хорошо совпадающее с аналогичными экспериментальными данными. Численное итерирование методом Рунге-Куггы-Мереона четвертого порядка системы нелинейных дифференциальных уравнений, составленной на основе уравнений Кирхгофа для мгновенных значений токов в узлах и напряжений в контурах эквивалентной схемы генератора па магпитоуправляемом аналоге динистора, с использованием аппроксимации высокоомной ветви прибора линейной зависимостью, а участка отрицательного дифференциального сопротивления НЛХ динистора степенным полипомом пятого порядка, позволяет описать экспериментально наблюдаемую зависимость периода колебаний генератора от величины напряженности управляющего магнитного поля.
Автогенератор е магшгюуправляемым двухполюсником, обладающим ВАХ .'V типа, епособеп работать в режиме хаотических колебаний при выборе рабочей точки в припороговой области вольт амперной характеристики. Переход к хаотическим колебаниям в нем происходит через последовательность бифуркаций удвоения периода. Изменение положения рабочей точки па ВАХ, связанное с разоіревом и охлаждением мапштоунрав-ляемого активного элемента, может приводить к смене режима колебаний, из всего многообразия возможных режимов при неизменной величине напряжения питания и напряженности магнитного поля.
Используя перекрестные обратные связи в устройстве из двух комплементарных транзисторов и двух транзисторов с одинаковым типом проводимости, работающих попарно в линейном (активном) режиме, можно реализовать ІЗАХ, обладающую участками ОДС одновременно .V и Л' типов, наблюдающимися при различных значениях приложенного напряжения.
Два и более участков ОДС rV-тшіа на б: во даются па ветвях прямого и обратного смещения ВАХ структур типа металл-окисел-окисел -металл, образованных прижимными контактами электродов из алюминия и цинка с естественными окисными слоями.
6. Приложение напряжения к //-/'-/(-/-«-структуре, выполняющей
функцию перестраиваемого компонента индуктивного элемента, позво
ляет электрически управлять величиной индуктивности такой системы,
обладающей приемлемой для практических целей добротностью. Резуль
таты расчета зависимости индуктивности и добротности системы от ве
личины приложенного напряжения с использованием предложенной мо
дели, включающей комплексное сопротивление управляемой n-i-p-i-ti
диодной структуры, позволяют получить хорошее согласование с экспе
риментом. При переключении p-i-n -диодных устройств времена нараста
ния и спада импульса мощности радиочастотного сигнала могут быть
уменьшены более чем в 7 раз в результате оптимального выбора формы и
длительности "ускоряющих" и "вытягивающих" управляющих импульсов.
7. Показана возможность существе иного расширения диапазона пере
стройки частоты и изменения выходной мощности СВЧ-генераторов на
диодах Ганна под воздействием управляющего магнитного поля но сравне
нию с известными устройствами.
На защиту выносится также ірушіа новых типов устройств на полупроводниковых приборах, разработанных и созданных на основе выявленных физических закономерностей, защищенных патентами и авторскими свидетельствами.
Настоящая диссертация выполнена па кафедре фишки твердого тела Саратовского государственного университета. Она является обобщением работ автора, выполненных в период е 1986 по 2009 год по одпоіі из актуальных проблем твердотельной электроники и радиофизики, заключающейся и 'экспериментальном и теоретическом исследовании возможности создания полупроводниковых приборов с управляемыми характеристиками и, выявлении особенностей нелинейных явлений в динамических системах, содержащих такие полупроводниковые приборы.
Совокупность научных результатов, изложенных в диссертации, по мнению автора, можно рассматривать как решение крупной научной проблемы по соідаиию класса полупроводниковых приборов с управляемыми магнитный и электрическим полями характеристиками, обладающими участками отрицательного дифференціїаіьно.'о сопротивления, обусловленного механизмами обратных связей; установлению особенностей нелинейных явлений в злектродинамических системах, содержащих такие полупроводниковые приборы, обусловленных сложными режимами работы, нелинейными свойствами самих приборов и изменением их характеристик под влиянием внешних воздействий.
Врезультате решения мной научной проблемы установлены:
новые физические явления, наблюдающиеся » полупроводниковых негатронах при воздействии постоянных электрических и магнитных полей, температуры и электромагнитного излучения радиочастотных диапазонов;
новые физические закономерности поведения колебательного контура, включающего управляемый электрическим полем пассивный индуктивный элемент с п-і-р-і'-и-структурой в качестве перестраиваемого компонента:
разработаны и созданы новые типы полупроводниковых устройств, обладающие как уникальными, так и улучшенными характеристиками, по сравнению с известными устройствами аналогичного назначения.
Исследования по теме диссертации выполнены в соответствии с:
фантом № "Пост" "Теоретическое и экспериментальное исследование возможности управлении шумовыми характеристиками СВЧ генератора на диоде Ганна внешним СНЧ пли 114 сигналом" в 1992 1993 гл.;
фантом Государственного комитета РФ по высшему образованию 1994 1 995 годов (МИЭ'Г ТУ);
фантом Государственного комитета РФ по высшему образованию 1996 - 1997 годов (МИ')Т ТУ);
планом НИР "МЕРА" — "Разработка и создание СВЧ измерительного комплекса для контроля параметров слоистых структур" 2004 г. (Министерство Образования Российской Федерации);
планом фундаментального научного исследования "Контроль" — "Разработка и создание технологии контроля параметров микро- и нано-электронных структур и уникального диагностического оборудования для панотехнологичееких процессов, манометровых вибраций и пере-меіцепиіі" 2004 2005 гл\ (Министерство Образования Российской Федерации);
планом НИР "Фаза-2" "Исследование новых механизмов возникновения отрицательного сопротивления в полупроводниковых приборах, стимулированного СВЧ полем" 2005 г. (Министерство Образования Российской Федерации);
планом фундаментальной НИР "Лавина" — "Исследование новых механизмов возникновения отрицательного сопротивления в полупроводниковых структурах в сильном СВЧ- поле" 2005 2006 гг. (Министерство Образования Российской Федерации);
планом научно-технической разработки "Разработка и создание устройств для измерения толщин микро- и нанометровых пленок" 2006 г. (Правительство Саратовской области, расноряжешіе от 21 апреля 2006 г. № 114-Пр.);
планом НИР РИ — 19.0/002/228 "Разработка новых высокочувствительных радиоволиовых н оптических методов измерения параметров наноструктур и материалов" 2006 г. (Федеральная целевая научно- техническая программа «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития пауки и техники» на 2002-2006 годы.);
планом ПИР "Наиоеистема" — "Технология формирования наноструктур и паиокомпозитов, разработка и создание новых технологий измерений параметров материалов, наноструктур и нанокомпозитов на основе низкоразмерных резонансных систем оптического и микроволнового диапазонов" 2007 г. (Федеральная целевая программа «Исследования и разработки но приоритетным направлениям развития научно-техно-логического комплекса России на 2007-2012 годы. ГК № 02.513.11.3058 от 22 марта 2007 г.);
планом ПИР 0120.0 603189 "Ангстрем 2" —- " Разработка новых радиоволновых и оптических методов исследования параметров материалов, микро- и наноструктур" 2007-2008 г.г. (Федеральное агентство по образованию);
планом ПИР "Лавина" -- "Исследование новых механизмов воздействия шектромапппных нолей па возникновение резонансных явлений в микро- и наноструктурах" 2007 г. (Федеральное агентство по образованию);
планом НИР 0120.0 603188 "Лашша-2" "Исследование новых механизмов воздействия электромагнитных полей на возникновение резонансных явлений и микро- и наноструктурах" 2008 г. (Федеральное агентство по образованию);
планом ПИР 0120.0801702 "Напомехаиика" "Разработки новых нано-технологий синтеза, способов диагностики и методов исследования наноструктур и композитов, биологических сред и биообъектов, методой численного моделирования биомеханических систем" 2008 г. (Федеральное агентство по образованию).
Результаты диссертационной работы использованы и учебном процессе СГУ при постановке рабог в учебном практикуме лаборатории кафедры фишки твердого тела СГУ: "Переходные процессы в P-1-N диодных СВЧ устройствах" и "Исследование температурной зависимости электропроводности полупроводников".
Часть результатов диссертационной работы была использована автором в разработке под девизом "Коммутатор" -- "Методы повышения быстродействия p-i-tt диодных СВЧ устройств", удостоенной диплома первой степени НТО РЭС им. А.С. Попова за 1986 год.
Отдельные результаты диссертационной работы вошли составной частью в проект "Разработка устройства для защиты информации от несанкционированного доступа", отмеченный золотой медалью и дипломом первой степени Всероссийского научно-иромыш.теипого форума "Россия единая" за 2000 год..
Апробация работы
Основные результаты диссертационной работы доложены на:
XI Всесоюзной научно-технической конференции "Перазрутающие физические методы и средства контроля" в 1987 году в г. Москва:
семинаре "Нелинейные высокочастотные явления в полупроводниках и полупроводниковых структурах и проблемы их применения в электронике СВЧ" Научного совета по проблеме "Фишка и химия полупроводников" АН СССР в 1991 году в г. Навои:
Межведомственной научно-технической конференции "Приборы, техника и распространение мм и субмм воли" в Харькове в 1992 году,
Всероссийской научно-технической конференции "Электроника и информатика- 95" в Зелецоїраде в 1995 году;
Международной научно-технической конференции "Актуальные проблемы электронного приборостроения" ЛИОН 96 в Саратове в 1996 году;
U Всероссийской научно-технической конференции с международным участием "Электроника и информатика - 97" в Зелепоіраде в 1997 году.
Всероссийском научно-промышленном форуме "Россия единая" в 2000 году в г. Нижний Новгород;
Всероссийской научно-техническая дистанционная конференции "Электроника и информатики - 2001" г. Москва, МИ'УГ, 2001 г.
V Международной научно-техническая конференции "Электроника и информатика - 2005" г. Москва, МИЗТ, 2005 г.
объединенном научном семинаре расширенного заседания кафедры физики твердого тела Саратовского госуниверситета.
Приборы, в которых были иеполкюнаны отдельные технические дос
тижения из диссертационной работы, экспонировались на ВДНХ СССР в
19X7 и 1УХУ годах и ходе проведения выставок "Физико-технические сред
ства диагностики" и "Ученые Поволжья - народному хозяйству".
Публикации
Но материалам диссертации опубликовано: 56 научных работ, в том числе 32 статьи (из них 28 - в журналах, рекомендованных ВАК РФ для опубликования результатов докторских диссертаций), 4 патента РФ, 2 авторских свидетельства на изобретения и 3 свидетельства РФ на полезную модель, которыми защищены предложенные новые способы и устройства.
Материалы диссертации использованы в разделах разработанных автором курсов учебных дисциплин "Схемотехника ЭВМ", "Микропроцессорные системы", "Устройство и применение микропроцессоров", посвященных работе и применению твердотельных приборов устройств, и в методических пособиях работ лабораторного практикума кафедры физики твердого тела СГУ: "Переходные процессы в P-I-N—диодных СВЧ устройствах", "Исследование температурной зависимости электропроводности полупроводников". При постановке лабораторных работ "Изучение БИС параллельного периферийного адаптера" и "Изучение БИС программируемого интервального таймера" было использовано оригинальное интерфейсное оборудование, разработанное автором в рамках диссертационной работы д.гя проведения ряда экспериментальных исследований |24j.
Личный вклад соискателя
В работах с соавторами соискателю принадлежит ведущая роль в постановке задач, выборе методов их решения, разработке алгоритмов и про-ірамм численных расчетов, обосновании и разработка математических моделей, разработке методик, подготовке и проведении эксперимента, анализе полученных теоретических и экспериментальных результатов исследований. 13 работах (2-4, 8-10), выполненных в соавторстве с ІО.А. Чапіьі-,'Ш1ым, А.II. Гапчнкоаым, Д.А. Усаноным, СП. Ветиюм, соискателю принадлежит постановка задачи, выбор, обоснование и создание математиче-
еких моделей, разработка и изготовление приборов в целом, подготовка и проведение эксперимента, измерение характеристик и исследование рабочих режимов, а также участие в обсуждении полученных результатов, интерпретации рассматриваемых процессов и явлении.
Структура и «бьем диссертации
Диссертация состоит ит введения, пяти глав, -заключения, списка литературы и приложения. Работа изложена на 333 страницах, содержит 143 рисунка. Список литературы состоит из 317 наименовании.
Научный консультант диссертационной работы — -заслуженный деятель науки РФ, доктор физико-математических паук, профессор Дмитрий Александровач Усапов.
