• Исследование физических свойств полупроводников группы А³В⁵ и тонкопленочных гетероструктур в качестве базовых материалов для создания элементной базы источников и приемников электромагнитных волн миллиметрового диапазона

  Руководитель направления Любченко Владимир Евтихиевич д.ф.-м.н., профессор

  
  
  • Исследование процессов синтеза и эпитаксиального роста тонких слоев в системе Sn-Ga-As методом молекулярно-пучковой эпитаксии, а таже электрофизических и кристаллофизических свойств гетероструктур GaAs-SnAs
  • Исследование процессов трансформации поверхности арсенида галлия при воздействии факторов, связанных с условиями создания и эксплуатации приборов и устройств на его остове, в том числе химической обработки, воздействия СВЧ излучения, термического отжига, осаждения металлических слоев и др.
  • Создание источников излучения СВЧ и КВЧ диапазонов электромагнитных волн на основе микрополосковых антенн-генераторов на полевых транзисторах и исследование возможности практического использования монохроматической, многочастотной и стохастической генерации СВЧ колебаний

• Экспериментально изучена возможность управления спектральными характеристиками генераторов шумового излучения на основе микрополосковых антенн логопериодического типа, интегрированных с полевыми транзисторами и расширения спектра излучения в диапазоне частот 5-7 ГГц. Включение низкочастотного шума в цепь затвора транзистора может расширить шумоподобный спектр на двойную ширину полосы НЧ шума. Одновременное увеличение нелинейной емкости в цепи затвора позволяет значительно расширить общую полосу генерации шумоподобного сигнала вплоть до 3-4 ГГц при средней частоте 6 ГГц.

  Публикации:
  
  • Д.Е. Радченко, В.И. Калинин, В.Е. Любченко, С.В. Маречек, С. А. Телегин, Е.О. Юневич. Генерация стохастических сигналов в микрополосковвых антеннах, интегрированных с полевыми транзисторами //Журнал радиоэлектроники, 2022, №5

• Завершен цикл исследований по созданию матриц излучателей на основе полевых транзисторов, интегрированных с антеннами логопериодического типа. Показана возможность их использования в качестве источников излучения сантиметрового (5-20) ГГц и миллиметрового (30-60) ГГц диапазонов электромагнитных волн, в том числе возможность суммирования мощностей и спектров генерации как в одночастотном, так и в стохастическом режимах при отсутствии взаимной синхронизации. Устройства могут быть использованы в системах связи и радиоэлектронного противодействия.

  Публикации:
  
  • В.Е. Любченко, В.И. Калинин, С.В. Маречек, Д.Е. Радченко, С.А. Телегин, Е.О. Юневич. Суммирование мощностей и спектров генерации в многоэлементных матрицах микрополосковых антенн-генераторов, работающих в режиме стохастизации колебаний.// Журнал радиоэлектроники, 2022г.

• В развитие теоремы Шокли-Рамо (ШР) для случая анизотропной неоднородной среды с квазистационарно изменяющимися параметрами и произвольным числом электродов показано, что токи во внешней цепи могут быть представлены в виде суммы трёх слагаемых различной природы: 1) токи, индуцированные конвективными токами и изменением поляризации среды, а также токи, связанные с антисимметричной частью тензора диэлектрической проницаемости среды; 2) токи емкостного характера, обусловленные изменениями потенциалов электродов и коэффициентов емкости и электростатической индукции; 3) токи, природа которых не сводится к вышеуказанным. Рассмотрены условия применимости теоремы ШР, в частности, роль проводов, подводящих ток. Результаты полезны для диагностики микроструктур с диэлектриками и описания процессов в цепях с микроструктурами.

  Публикации:
  
  • С.Г. Дмитриев. Потенциал сил изображения в диэлектрической плёнке // РЭ, 63(2), 171-175 (2018)
  • С.Г. Дмитриев. Выделение емкостных токов при диагностике неоднородного образца // РЭ, 64(9), 926-929 (2019)

• Исследована возможность создания портативного устройства для измерения интенсивности электромагнитного СВЧ-излучения с помощью антенно-связанного детектора (диод Шоттки), интегрированного с усилителем постоянного тока и полупроводниковым светодиодом. Экспериментально на частотах 10 и 30 ГГц продемонстрирована возможность использования устройства для определения формы диаграммы направленности излучения, а также формы облучаемых объектов (радиовидение).

  Публикации:
  
  • Любченко В.Е., Юневич Е.О. Визуализация распределения интенсивности сверхвысокочастотного поля с помощью микрополосковой ректенны с диодом Шоттки. Радиотехника и электроника, 2019, т. 64, № 9, с 930-931

• Исследованы процессы преобразования приповерхностных слоев арсенида галлия под воздействием излучения электромагнитных волн миллиметрового диапазона. Обнаружено, что в результате воздействия электромагнитных волн слабой мощности (длительность облучения поверхности образцов от 0.1 до 300 с, мощность излучения генератора в пределах 9 – 25 мВт/см² на частоте 75 ГГц) изменяется количественное соотношение между Ga и As на поверхности GaAs. Из характера изменения содержания Ga и As в зависимости от мощности и длительности облучения, а также величин энергии активации массопереноса Ga и As делается заключение о природе реакций трансформации. Показано, что физико-химические превращения в приповерхностных слоях могут происходить за счет эффектов деформации с участием диффузии атомов и/или дислокационной ползучести, а также явлений релаксации, обусловленных электролитическими эффектами или структурной поляризацией, и тем самым приводят к изменению реологических свойств поверхности.

  Публикации:
  
  • Т.А. Брянцева, Д.В. Любченко, И.А. Марков, Ю.А. Тен. Трансформация приповерхностных слоев GaAs под воздействием электромагнитного излучения миллиметрового диапазона. Журнал радиоэлектроники [электронный журнал], 2019, № 6

• В развитие идей теоремы Рамо рассмотрена природа токов во внешней цепи, возникающих при изменении параметров образца. Показано, что кроме токов, индуцированных движением зарядов в образце, и емкостных токов, возможны дополнительные. Приведены формулы и поясняющий пример, в котором при изменении параметров структуры токи во внешней цепи есть, хотя емкостные токи и индуцированные движением зарядов токи отсутствуют.

  Публикации:
  
  • С.Г. Дмитриев. Потенциал сил изображения в диэлектрической плёнке // РЭ, 63(2), 171-175 (2018)
  • С.Г. Дмитриев. Выделение емкостных токов при диагностике неоднородного образца // РЭ, 64(9), 926-929 (2019)
  • С.Г. Дмитриев. Природа токов, индуцированных изменениями параметров образца. Емкостные и неемкостные токи. // РЭ, 65(7), 725-728 (2020)

• Исследована возможность генерации шумоподобных сигналов в сантиметровом диапазоне длин волн с помощью антенн-генераторов, построенных на микрополосковой антенне логопериодического типа, интегрированной с полевым транзистором. Экспериментально определены условия возникновения шумоподобной генерации. Исследована возможность расширения шумоподобного спектра за счет использования низкочастотной шумовой модуляции. Экспериментально получена шумоподобная генерация в сантиметровом диапазоне длин волн с шириной спектра до 2 ГГц.

  Публикации:
  
  • Д. Е. Радченко, В. И. Калинин, В. Д. Котов, В. Е. Любченко, С. В. Маречек, Е. О. Юневич. Генерация шумоподобных сигналов СВЧ диапазона в микрополосковых антеннах-генераторах. // РЭ, 65(3), 285-287 (2020)

• Установлено, что в сильных пространственно-неоднородных полях дистиллированная вода приобретает аномальные физико-химические свойства, в частности, зависимости ковариантных пар характеристик рН – ОВП (окислительно-восстановительный потенциал) и дипольного момента от температуры, не укладывающиеся в рамки классических описаний. В данной работе предложена модель структурно-энергетической модификации воды, качественно объясняющая наблюдаемые свойства. Показано, что такая модифицированная вода приобретает биологическую активность: увеличивает в 3-4 раза синтез фактора некроза опухолей иммунно-компетентными клетками как in vivo, так и in vitro, приводит к ингибированию обратной транскриптазы вируса иммунодефицита человека, а также к ускорению спонтанного гидролиза белков в растворах.

  Публикации:
  
  • Yu. V. Gulyev, I. A. Markov, Yu. A. Ten. Reagentless Modified Water and Its Biological Activity. // Physics of Wave Phenomena, 28 (2), 98-102 (2020)

• С помощью поверхностных акустических волн (ПАВ) исследовались изменения состояния приповерхностного слоя полуизолирующего (111) GaAs, находящегося на воздухе, под воздействием белого света. Показано, что в зависимости от величины интенсивности света и уровня мощности ПАВ усиливаются или ослабевают реакции взаимодействия поверхности кристалла с молекулами, атомами и заряженными частицами воздушной среды. Рассмотрено влияние стоячих акустических волн, возникающих в приповерхностных слоях арсенида галлия, а именно локализация эффектов взаимодействия в местах наибольшей освещенности в результате дифракции света на стоячих акустических волнах. Найдено, что при этом в пятнах дифракции формируются зародыши (Ga + As), покрытые слоями соединений с кислородом и углеродом, либо растущие, либо растекающиеся, и формирование слоя оксида приводит к переориентации поверхности GaAs.

  Публикации:
  
  • Брянцева Т.А., Марков И.А., Тен Ю.А. Исследование трансформации приповерхностных слоев арсенида галлия под воздействием света с помощью поверхностных акустических волн// Радиотехника и электроника, Т. 66, №,5, с. 490-499

• Исследованы свойства поверхности арсенида галлия в зависимости от способов химической обработки. Обнаружено, что большую роль при финишной отмывке играют физико-химические свойства воды на стадии нейтрализации травящего раствора. При этом из оставшихся капель на поверхности GaAs при использовании обычной деионизованной воды на стадии высушивания выпадает тонкий слой оксидов Ga и As, а при использовании безреагентно модифицированной воды формируется слой перекристаллизованного GaAs. Наличие последнего существенно улучшает характеристики контактов металл-полупроводник, создаваемых с помощью термического испарения золота в вакууме.

  Публикации:
  
  • Брянцева Т.А., Гуляев Ю.В., Любченко В.Е., Марков. И.А., Тен. Ю.А. // Радиотехника и электроника, Т. 66, №11, С. 1125-1132

Информациа о лаборатории доступна также на сайте Фрязинского филиала ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН