Бурнаевский Игорь Сергеевич, студент, Национальный исследовательский университет «миэт», igor bs@mail ru 12 программа

Вид материалаПрограмма

Содержание


Анализ удельной емкости и токов утечки сегнетоэлектрических конденсаторов
Каталитический синтез углеродных наноструктур для автоэмиссионных применений
РАЗРАБОТКА имитационной модели ГОРОДСКОЙ транспортной сети
Подобный материал:
1   ...   10   11   12   13   14   15   16   17   ...   23

АНАЛИЗ УДЕЛЬНОЙ ЕМКОСТИ И ТОКОВ УТЕЧКИ СЕГНЕТОЭЛЕКТРИЧЕСКИХ КОНДЕНСАТОРОВ



Марычева Анна Александровна, инженер-конструктор,
ОАО «НИИМЭ и завод Микрон», E-mail: arabella@mikron.ru
Зайцев Николай Алексеевич начальник лаборатории,
ОАО «НИИМЭ и завод Микрон», E-mail: zaitcev@mikron.ru




Сегнетоэлектрики обладают в определённом интервале температур собственным электрическим дипольным моментом, который может быть переориентирован за счёт приложения внешнего электрического поля. Во многих веществах молекулы обладают дипольным моментом в отсутствие электрического поля, но сориентированы моменты хаотично и сумма моментов диполя = 0.

Причиной сегнетоэлектрического эффекта является наличие внутри вещества атомных диполей. Эти диполи ориентируются внешним электрическим полем и остаются ориентированными после снятия поля; переключение направления поля на противоположное приводит к обратной ориентации диполей. Принципиальное отличие сегнетоэлектричества от ферромагнетизма состоит в том, что свободные электрические заряды могут экранировать электрические поля, создаваемые электрическими диполями, а это затрудняет прямое наблюдение статической поляризации. Поляризацию обычно измеряют по так называемой петле гистерезиса. Петля гистерезиса, представленная на рисунке, характеризуется двумя величинами: остаточной поляризацией P (любого знака), имеющейся даже при нулевом поле E, и коэрцитивным полем Ec, при котором вектор поляризации изменяет направление на обратное. Площадь петли гистерезиса равна работе электрических сил, затрачиваемой в пределах одного цикла перехода сегнетоэлектрика между двумя эквивалентными состояниями поляризации противоположного знака. Ток утечки вызван перемещением свободных зарядов в сегнетоэлектриках в процессе электропроводности.




Рисунок Петля гистерезиса для сегнетоэлектрика (демонстрирует характерную связь между вектором поляризации P и электрическим полем E; Ec – коэрцитивное поле, при котором вектор поляризации меняет направление на обратное)


В ходе работы было рассмотрено соответствие удельной емкости и токов утечки сегнетоэлектрических конденсаторов требованиям для интегральных схем с различной информационной емкостью. Оценка удельной емкости конденсаторов показывает, что значения удельной емкости конденсаторов с пленками танталата стронция-висмута (SBT) отвечают требованиям для памяти 256Мб, а значения удельной емкости конденсаторов с пленками цирконата-титаната свинца (PZT) близки к требованиям для памяти 1Гб.

Благодаря сегнетоэлектрическому эффекту FeRAM (сегнетоэлектрическая память) сохраняет записанную в неё информацию при отключенном напряжении питания. Помимо энергонезависимости, память на основе сегнетоэлектрических плёнок нечувствительна к магнитным полям и рентгеновскому излучению, что выгодно отличает её от других типов памяти.

Каталитический синтез углеродных наноструктур для автоэмиссионных применений



Мигунов Денис Михайлович, инженер, ФГУП «Научно-Исследовательский Институт Физических проблем имени Ф.В.Лукина», supermaniaka@gmail.com




В настоящей работе, благодаря использованию комбинации СВЧ и ВЧ плазмы и независимого фотонного нагрева мы достигли стабильного процесса горения плазмы при рабочих давления ~ 0,2…10 Па. Такой подход позволил повысить однородность диссоциации молекул газа-реагента в объеме камеры и увеличить площадь обрабатываемой поверхности до линейных размеров ~ 80 мм.

Использовались различные адгезионные слои при осаждении никеля (Ni): хром (Cr), ванадий (V), нитрид титана (TiN). Благодаря этому, при трансформировании каталитической пленки никеля в капли, их латеральные размеры варьируются от 30 нм до 1,5 мкм в зависимости от материала адгезионного слоя. Это позволило расширить номенклатуру получаемых углеродных наноструктур (УНС): «ребристые» пленки из многослойных графеновых листов, наноразмерные графеновые «перья» вертикальной ориентации и «конусы».

Выполнены оценки вероятности синтеза УНС под действием термодиффузии и времени заполнения углеродом каталитических капель никеля диаметром 0,3 мкм и толщиной 0,1 мкм до концентраций, соответствующих фазовому переходу, которое составило 40 мин. Представлены результаты исследований геометрических параметров УНС, полученных в различных технологических условиях, и выполненных на атомно-силовом, растровом и просвечивающих электронных микроскопах. УНС представляют собой конусы, диаметром у основания 0,2–0,7 мкм, высотой 0,5–2 мкм и радиусом закругления острий не более 20 нм. Определены электрофизические характеристики автоэлектронной эмиссии: пороговое электрическое поле ~ 5 В/мкм, плотность автоэмиссионного тока при поле ~ 50 В/мкм достигает ~ 10 мА/cм2. Из автоэмиссионных характеристик, с учетом геометрических параметров эмитирующих острий, была определена величина потенциального барьера, которая составила 3,5 эВ, что примерно соответствует работе выхода из графеновой пленки.


РАЗРАБОТКА имитационной модели ГОРОДСКОЙ транспортной сети



Мордовин Алексей Анатольевич, студент,
Национальный исследовательский университет
«МИЭТ», qulix@mail.ru




Автомобильный транспорт, являющийся одним из основных источников загрязнения окружающей среды, сосредоточен, в основном, в городах. С развитием городов и ростом городских агломераций всё большую актуальность приобретает охрана окружающей среды от городского, особенно автомобильного, транспорта. Автомобили сжигают огромное количество нефтепродуктов, нанося одновременно ощутимый вред окружающей среде, главным образом атмосфере. Поскольку основная масса автомобилей сконцентрирована в крупных и крупнейших городах, воздух этих городов не только обедняется кислородом, но и загрязняется вредными компонентами отработавших газов.

Объектом управления в системе организации дорожного движения является транспортный поток, состоящий из технических средств (автомобилей, мотоциклов, автобусов и так далее, ТС) и имеющий ряд важных характеристик: средняя скорость движения, плотность и т.д. В то же время ТС обладают различными характеристиками, используют различное топливо, что в свою очередь влияет на вредные выбросы, их количество и содержание.

Поскольку организация управления транспортными потоками относится к такой области, где проведение натурного эксперимента затруднительно или невозможно, имитационное моделирование во многих случаях становится единственным инструментом эффективного принятия решений в данной области. Одним из основных достоинств этого метода является то, что в отличие от аналитического имитационное моделирование транспортных потоков позволяет многократно воспроизводить исследуемую систему и определять оптимальное ее состояние.

На основании известных из литературы подходов [1] имитационная модель городской транспортной сети в зависимости от уровня детализации моделируемого процесса должна содержать:
  • подмодели макро-уровня для описания транспортного потока в целом, как совокупности всех транспортных средств.
  • подмодели микро-уровня для описания отдельных транспортных средств и взаимодействия между ними.

В настоящее время согласно поставленной задаче разрабатываются алгоритмы перемещения ТС и распределения вредных выбросов в условиях города, обосновываются входные параметры (в частности: пропускная способность узлов и магистралей) и выходные (средняя скорость на участке, длина очередей на узлах, уровень концентрации загрязнений). Необходимо также математически рассчитать число прогонов имитационной модели с целью обеспечения достоверности полученных результатов и рассмотреть граничные условия (допустимая скорость ТС на участке, интервалы изменения состояния узла).

Таким образом, создание достоверной имитационной модели городской транспортной сети позволит определить участки с различным уровнем загрязнения, а также прогнозировать экологическую ситуацию для того или иного решения в масштабах региона, в дальнейшем и всей страны.


-------

[1] Швецов В.И. Математическое моделирование транспортных потоков // «Автоматика и телемеханика». 2003. №11, с.3-46