Представляет
Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ"
Першенков В. С., Барбашов В. М., Будкин В. А. и др. Подготовка специалистов для приборостроения на факультете "Автоматика и электроника" НИЯУ "МИФИ" … 3
Рассмотрены вопросы повышения качества подготовки специалистов, адаптированных к научно-технической деятельности в современной инновационной среде, на примере опыта факультета "Автоматика и электроника" НИЯУ "МИФИ" в области формирования кадров для ядерного приборостроения и других новейших научно-технических направлений.
Ключевые слова: качество подготовки, многофункциональные учебные среды, электроника, автоматика, ускорительная техника, полупроводниковые и микропроцессорные приборы, интегральные микросхемы, электрофизические установки, тренажеры, аппаратура систем контроля, нейроподобные системы распознавания и идентификации; наноэлектронные и сверхпроводниковые электронные системы.
Pershenkov V. S., Barbashow V. M., Budkin V. A. et al. Training of specialists for instrument engineering at "Automatics and electronics" department of National Nuclear Research University "MEPhI"
Aspects of training quality improvement for adapted to scientific and engineering activity in modern innovative environment specialists by example of the experience of "Automatics and electronics" department of National Nuclear Research University "MEPhI" in the sector of personnel formation for nuclear instrument engineering and other advanced scientific and technical areas are considered.
Keywords: training quality, multifunctional training environments,electronics, automatics, accelerator engineering, semiconductor and microprocessor instruments, integrated microchips, electrophysical facilities, training simulators, control system equipment, neural network recognition and identificat6ion systems; nanoelectronic and superconductive electronic systems.
Азаров Д. А., Белопольский В. М., Гусева Н. Н. и др. Совершенствование подготовки специалистов в области электронных измерительных систем … 8
Описан комплексный подход к решению образовательных задач при подготовке специалистов в области электронных вычислительных систем.
Ключевые слова: измерительные системы, микроконтроллеры, адаптивное и игровое обучение, базы знаний, ограничение доступа, сканирующая зондовая микроскопия, наноинтентирование, междисциплинарный подход.
Azarov D. A., Belopol’sky V. M., Guseva N. N. et al. Improvement of specialists training in electronic measuring systems area
Comprehensive approach to educational problems solution in specialists training in electronic measuring systems area is described.
Keywords: measuring systems, microcontrollers, adaptive education and edutainment, knowledge bases, access restriction, scanning probing microscopy, nanoindentation, interdisciplinary approach.
Бочаров Ю. И., Мирошниченко В. П., Онищенко Е. М. и др. Портативный прибор для детектирования источников альфа-радиоактивности … 13
Приведены результаты разработки переносного прибора для оперативного дистанционного обнаружения альфа-радиоактивных нуклидов в любых средах и на поверхностях со сложным рельефом. В приборе реализован счетный режим регистрации аэроионов, позволяющий детектировать заряженные частицы. Использованный метод обеспечивает высокую селективность и возможность проведения измерений в условиях изменения температуры, давления и влажности атмосферного воздуха, на фоне сопутствующей радиации.
Ключевые слова: альфа-радиоактивность, радионуклид, аэроионный метод, дистанционное обнаружение, детектор, счетный режим, портативный прибор.
Bocharov Y. I., Miroshnichenko V. P., Onishchenko E. M., et al. Portable device for the rapid remote detection of sources of alpha-radioactivity
This paper describes the results of the development of portable device for the rapid remote detection of alpha-radioactive nuclides in all environments and on surfaces with complex relief. The device uses a counting mode of registration ions, allowing detecting charged particles. The method provides a high selectivity and a possibility of measuring in the conditions of temperature, pressure and air humidity variations, in the presence of a concomitant radiation.
Keywords: alpha-radioactivity, radionuclide, aeroionic method, remote sensing, detector, couning mode, portable instrument.
Симонов В. Н., Поляков В. Б., Поляков А. В., Красильникова О. К. Интегральные пьезорезонансные чувствительные элементы датчиков давления … 16
Описаны результаты работы над конструкцией и технологией интегральных чувствительных элементов (ЧЭ) пьезорезонансных датчиков давления. В ЧЭ кварцекристаллическая мембрана и тензочувствительный резонатор выполнены из единого кристалла кварца и не содержат соединительных элементов и других материалов. Предлагаемое техническое решение основано на комбинированном использовании механических и химических методов формообразования и позволяет изготавливать датчики с погрешностью на уровне 0,01 %.
Ключевые слова: пьезорезонансные датчики, кварц кристаллический, тензочувствительные резонаторы, мембрана, давление, микромашинные методы, химическое травление, алмазное фрезерование, ультразвуковая обработка.
Simonov V. N., Polyakov V. B., Polyakov A. V., Krasilnikova O. K. Integrated piezo-rezonant sensors of pressure
The results of work on the design and technology of integrated piezo-rezonant pressure sensors are described. In sensors the quartz crystal membrane and strain sensitive resonator made of single crystal and do not contain connectors and other than quartz crystal materials. The proposed technical solution is based on a combination of mechanical and chemical methods of forming and will allow to produce sensors with an accuracy at the level of 0,01 %.
Keywords: piezoelectric resonant sensors, crystalline quartz, strain-sensitive resonators, membrane, pressure, micromachining methods, chemical etching, diamond milling, ultrasonic processing.
Согоян А. В., Бойченко Д. В. Радиационная чувствительность пьезопреобразователей механических величин … 19
Представлены результаты экспериментального исследования радиационной чувствительности пьезопреобразователей механических величин на основе титаната-цирконата свинца. Рассмотрены модельные представления, позволяющие объяснить основные наблюдаемые особенности реакции пьезопреобразователей при воздействии стационарного и импульсного ионизирующего излучения.
Ключевые слова: пьезопреобразователь, радиация, ионизирующее излучение, заряд, ионизационная проводимость.
Sogoyan A. V., Boychenko D. V. Radiation resistance of piezoelectric transducers of mechanical quantities
Results of experimental studies of radiation resistance of piezoelectric transducers of mechanical quantities based on lead titanate-zirconate are presented. Model approximations allowing to explain basic observed features of piezoelectric transducers reaction to constant and pulsed ionizing radiation are presented.
Keywords: piezoelectric transducer, radiation, ionizing radiation, charge, ionization conductivity.
Никифоров А. Ю., Бойченко Д. В., Калашников О. А и др. Моделирование эффектов воздействия радиации на пьезорезистивные датчики механических величин … 23
Представлены результаты расчетного моделирования и экспериментального исследования радиационного поведения пьезорезистивных датчиков механических величин на основе кремния и карбида кремния при воздействии импульсного ионизирующего излучения. Предложены методы повышения стойкости пьезорезистивных датчиков к эффектам мощности дозы.
Ключевые слова: пьезорезистивность, датчик, радиация, ионизирующее излучение, ионизационная реакция.
Nikiforov A. Y., Boychenko D. V., Kalashnikov O. A., et al. Dose rate effects modeling in piezoresistive sensors
Modeling and experimental results of piezoresistive sensors dose rate behavior are presented. Sensors’ dose rate hardness improvement methods are suggested.
Keywords: piezoresistivity, sensor, radiation, ionizing radiation, ionization reaction.
Воронов Ю. А., Коваленко А. В., Никифорова М. Ю. и др. Элементы газочувствительных датчиков на основе микротехнологий … 28
Представлены конструктивно-технологические, метрологические и эксплуатационные характеристики чувствительных элементов газоаналитических датчиков, изготовленных с применением микротехнологий: стандартных для n-МОП и КМДП интегральных микросхем, MЭMС-технологий и нано-на-микротехнологий. Рассмотрены интегральные датчики водорода на основе МДП-транзисторных чувствительных элементов со структурами Pd(Pt)-SiO2-Si и Pd(Pt)-Ta2O5-SiO2-Si; металл-оксидные пленочные элементы с импульсным нагревом и повышенной чувствительностью к аммиаку; МЭМС-элементы с газочувствительными наноструктурными пленками легированными Pd(Pt); МЭМС-"платформы" на основе пленок SiO2-Si3N4 для газочувствительных датчиков.
Ключевые слова: чувствительные элементы газоаналитических датчиков, МДП-структуры, микротехнологии МДП ИМС, нано-на-микро- и MЭMС-технологии.
Voronov Yu. A., Kovalenko A. V., Nikiforova M. Yu. et al. Elements of gas sensitive detectors based on microtechnologies
This paper deals with constructions, technologies, characteristics and applications of the following gas microsensors: integrated hydrogen sensors based on MISFET with Pd-Ta2O5-SiO2-Si structure, thermosensor, heater and test element; nano-on-micro metal oxide sensor operating at pulse heating with improved selectivity to ammonia; thermocatalytic micromachined gas sensors with nano-materials based on Pd/Pt; MEMS platforms based on SiO2-Si3N4 films for gas sensors; MEMS platforms for impulse semiconductor and IR gas sensors. These sensors have been developed and investigated during the last years in microelectronics department of MEPHI.
Keywords: sensitive elements of gas analytic detectors, MIS-structures, MIS IC microtechnologies, nano-on-micro- and MEMS-technologies.
Клименко А. И., Краснюк А. А., Стенин В. Я. Датчик сигналов флуоресценции для исследования оптических хемочипов … 37
Описан датчик для исследования оптических хемочипов, основанный на детектировании двумерных сигналов флуоресценции КМОП матричным фотопреобразователем. Разработан вариант конструкции датчика, алгоритмы управления, синхронизации и обработки данных, которые могут являться прототипом для автономных и миниатюрных газосигнализаторов.
Ключевые слова: датчик, хемочип, флуоресценция, матричный КМОП-фотопреобразователь.
Klimenko A. I., Krasnjuk A. A., Stenin V. Ya. Sensor for optical fluorimetric chemochips studies
Two-dimensional fluorescence signal single-chip CMOS detection technology is described. Designed sensor, control algorithms, synchronization and data processing program may be used for autonomous and miniaturized gas detectors prototyping.
Keywords: sensor, chemical chip, fluorescence, array CMOS-photosensor
Шатохин В. Л., Попов В. А. Газоразрядный датчик контроля чистоты поверхностей для ионно-плазменных технологий … 42
Статья посвящена проблеме диагностики качества покрытий, тонких пленок в системах плазменного распыления вещества. Приведены результаты исследований на макете газоразрядного датчика для регистрации токов послеразрядной (экзоэлектронной) эмиссии, которая может быть использована в качестве индикатора чистоты обрабатываемой поверхности в плазменных технологических процессах.
Ключевые слова: плазменные распылительные системы; газовый разряд; вторично-эмиссионные процессы; экзоэлектронная эмиссия.
Shatochin V. L., Popov V. A. Gas discharge sensor for surface purity control for ion plasma technologies
The problem of diagnostics of quality coatings and thin films in plasma sputtering systems is discussed in this paper. Experimental results for prototype of gas discharge sensor for registration of post-discharge (exoelextron) emission currents, which may be used as surface purity indicator of processed surface in plasma technological processes.
Keywords: plasma sputtering systems; gas discharge; secondary emission processes; exoelectron emission.
Мещеряков В. В., Мещеряков А. В. Измерительные схемы для емкостных датчиков систем нанопозиционирования сканирующих зондовых микроскопов … 46
Рассмотрены источники погрешностей измерительных схем емкостных датчиков системы позиционирования сканирующих зондовых микроскопов и способы увеличения разрешения в таких схемах.
Ключевые слова: емкостной датчик перемещения, сканирующий зондовый микроскоп, система нанопозиционировния.
Meshcheryakov V. V., Meshcheryakov A. V. Readout Circuits for Capacitive Sensors of SPM Nanopositioner
Inaccuracy sources of measuring schemes of capacitive sensors of positioning systems of scanning probing microscopes and methods of resolution improvement in such schemes are considered.
Keywords: capacitive sensor, scanning probe microscopy, nanopositioner.
Баранова Е. О., Круглов Е. В., Решетов В. Н., Гоголинский К. В. Расчет напряженно-деформированного состояния зонда при статических измерениях СЗМ НаноСкан … 49
Приведен расчет напряженно-деформированного состояния пьезокерамического камертонного зонда при различных вариантах нагружения с использованием методов теории сопротивления материалов и теории упругости.
Ключевые слова: сканирующая зондовая микроскопия, микрорельеф, микротвердость, наноиндентирование, система автоматического регулирования.
Baranova E. O., Kruglov E. V., Reshetov V. N., Gogolinsky K. V. Piezoelectric camertone type probe deformation modes during Static NanoScan measurments calculation.
Piezoelectric camertone type probe deformation modes during Static NanoScan measurments with different loads calculation is given. Strength of materials and elasticity theory methods are used.
Keywords: scanning probing microscopy, microrelief, microhardness, nanoindentation, automatic control system
Филипенко А. А., Малкин Е. К. Методика анализа зарядообменных реакций в спектрометрах ионной подвижности … 53
Представлена методика анализа электрохимических процессов в спектрометрах ионной подвижности с точки зрения их влияния на структуру формируемых спектров. Рассмотрен пример анализа фонового сигнала при различных условиях.
Ключевые слова: спектрометр ионной подвижности, зарядообменная реакция, перераспределение заряда, электрохимический процесс.
Filipenko A. A., Malkin E. K. The charge exchange reaction technique in ion mobility spectrometers
The analysis technique of electrochemical processes in ion mobility spectrometers and their influence on structure of formed spectra are presented. The example of the analysis of a background signal is considered under various conditions.
Keywords: ion mobility speсtrometer, charge exchange reaction, charge redistribution, electrochemical process.
Беляков В. В., Васильев В. К., Першенков В. С. Применение метода спектрометрии ионной подвижности в медицинской диагностике … 57
Проанализированы перспективы применения метода спектрометрии ионной подвижности для неинвазивной диагностики социально значимых заболеваний человека, основанного на регистрации повышенной концентрации биомаркеров в выдохе человека. Разработана конструкция спектрометрической ячейки для анализа выдоха человека. Приведены экспериментальные результаты по обнаружению сверхмалых количеств ацетона, являющегося биомаркером сахарного диабета.
Ключевые слова: спектрометрия ионной подвижности, заболевания человека, обнаружение следовых количеств веществ, биомаркеры, неинвазивная медицинская диагностика, ацетон, сахарный диабет.
Belyakov V. V., Vasil’yev V. K., Pershenkov V. S. Usage of ion mobility spectrometry in medical diagnostics
Perspectives of usage of ion mobility spectrometry in medical diagnostics of noninvasive diagnostics of socially-significant human diseases based on the registration of increased concentration of biological markers in human expiration. Design of spectrometric cell for human expiration analysis is developed. Experimental results for detection of minutes acetone quantities which are biological markers of diabetes mellitus.
Keywords: ion mobility speсtrometry, human diseases, trace quantities detection, biological markers, noninvasive medical diagnostics, acetone, сахарный диабет.
Елесин В. В. Интегральные микросхемы СВЧ-диапазона для измерительно-информационных систем … 61
Рассмотрено проектирование монолитных кремний-германиевых схем для приемо-передающих систем сбора и обработки информации СВЧ- и миллиметрового диапазонов. Приведены методики проектирования базовых пассивных элементов СВЧ-диапазона с учетом влияния полупроводниковой подложки на характеристики СВЧ-схем, и результаты измерений их параметров в диапазоне частот до 25 ГГц.
Ключевые слов: кремний-германий, СВЧ, БиКМОП, МОП транзистор, полупроводниковая подложка, приемо-передающие системы, микрополосковая линия, генератор, управляемый напряжением.
Elesin V. V. Microwave band integrated microchips for measuring information systems
Design of monolithic silicon-germanium circuits for transceiver systems of information collection and processing of microwave and millimeter wave ranges is considered. Design methods of microwave band basic passive elements taking into account semiconductor substrate influence to characteristics of microwave circuits and results of measurements of their parameters in frequency rage up to 25 GHz are presented.
Keywords: silicon-germanium, microwave, BiCMOS, MOS transistor, semiconductor substrate, transceiver systems, microstrip line, voltage controlled generator.
ИЗМЕРЕНИЯ, КОНТРОЛЬ, АВТОМАТИЗАЦИЯ (журнал в журнале)
Подлепецкий Б. И. Чувствительные элементы датчиков на основе полевых транзисторов со структурой электрод–диэлектрик–полупроводник … 66
Представлены обобщенные данные по разработкам полупроводниковых датчиков дозы ионизирующего излучения, концентраций ионов в электролитах и молекул водородосодержащих газов с чувствительными элементами (ЧЭ) на основе полевых транзисторов со структурой электрод-диэлектрик-полупроводник. Рассмотрены общие закономерности физических принципов работы транзисторных ЧЭ их электрические, физические, электрофизические модели и схемотехнические модели датчиков на основе таких ЧЭ, а также конструктивно-технологические особенности транзисторных ЧЭ каждого типа датчиков. Дана оценка перспектив создания интегральных датчиков, приборов и микросистем на основе транзисторных ЧЭ.
Ключевые слова: чувствительные элементы на полевых транзисторах со структурой электрод-диэлектрик-полупроводник, электрофизическая модель, конструктивно-технологические, и эксплуатационные характеристики.
Podlepetsky B. I. Sensor detecting elements based on field effect transistors with "electrode–dielectric–semiconductor" structure
Synthetic data on development of semiconductor sensors of ionizing radiation dose, ionic concentration in electrolytes and hydrogenous gas molecules with detecting elements based on field effect transistors with electrode – dielectric – semiconductor structure are presented. General regularities of physical principles of transistor detecting elements functioning, their electric, physical and electrophysical models and circuit models of sensors based on such detecting elements, and also design and technological features of transistor detecting elements of each sensor type are considered. Estimate of perspectives of development of integrated sensors? Instruments and Microsystems based on transistor detecting elements id presented.
Keywords: detecting elements based on field effect transistors with electrode–dielectric–semiconductor structure, electrophysical model, design-technological and operating characteristics.
Новости … 78
* * *
Contents and abstracts … 80