УПРАВЛЕНИЕ ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕМ В СТРУКТУРЕ SI-SIO2-VO2
Рис.1. Схема включения структуры (a), 1 - постоянный источник, 2 -генератор (R1 = 100 kΩ, R2 = 10 Ω, R3 = 560 kΩ, C1 = 0.022 μF; вид контактов (b), динамическая вольт-амперная хаpaктеристика (ВАХ) структуры с (c) и без (d) переключения.
Пленка диоксида ванадия (~3000 A) осаждалась на Si-SiO2 (Si-p-типа, ρ = 1 W×cm; SiO2 ~1000 A) подложку методом реактивного магнетронного распыления. Сверху наносились алюминиевые контакты (рис.1.b). ВАХ структуры исследовалась на переменном сигнале в режиме генератора тока (большое сопротивление R1). Исследуемая структура хаpaктеризуется ВАХ переключательного типа (рис.1.c). При наблюдении динамической ВАХ на низкочастотном сигнале (~100 Hz), освещение структуры и (или) смещение Si-подложки (по крайней мере, в диапазоне U0 от -30 до 30 V) не влияло на вид ВАХ. Однако при переходе в более высокочастотную область можно было обратимо переводить структуру в состояние без переключения при помощи подачи соответствующего напряжения смещения на подложку. Так на частоте 6 kHz при U0 < -12.2 V наблюдался переход к динамической ВАХ показанной на рис.1 d. В этом случае переключение отсутствует. При положительном смещении подложки вырождение переключения наблюдалось при U0 > 4.6 V.
Далее было обнаружено влияние освещения на динамику переключения. При U0 ≥ 0 освещение не влияло на работу переключателя. Однако при отрицательном смещении подложки уже слабое освещение приводило к исчезновению переключения на динамической ВАХ. Так на частоте 6 kHz при U0 = -8 V и освещенности 5.10-4 J.cm-2.s-1 переключение исчезало, и динамическая ВАХ имела вид, показанный на рис.1.d.
Таким образом, мы могли управлять динамикой переключения структуры изменяя освещение (фотоемкостный эффект) или напряжение смещения U0.
Эквивалентная схема структуры представлена на рисунке 2.а.b
Рис.2. Эквивалентная схема (a), R1 - ограничительное сопротивление, Rv - сопротивление пленки диоксида ванадия, С - емкость МДП-структуры (b), состоящая из трех емкостей: Сох -подзатворного диэлектрика SiO2, Csc - области прострaнcтвенного заряда (ОПЗ), Css - поверхностных состояний (ПС); зависимость I от ψs (c).
При подаче переменного напряжения U, через резистор Rv протекает ток который при превышении некоторого амплитудного значения Ik вызывает эффект переключения, обусловленный разогревом VO2 до температуры ПМИ. Было промоделировано амплитудное значение тока в зависимости от поверхностного потенциала, определяемого напряжением смещения U0, и сравнение его с Ik (кривая 3 рис.2.с). В модели учитывалась зависимость Csc и Css от частоты сигнала.
(1)
где τss - время перезарядки ПС, τn - время жизни неосновных носителей, СB - емкость ОПЗ в области обеднения и слабой инверсии, Сp - емкость ОПЗ в обогащении, Cn - емкость ОПЗ в области сильной инверсии.
Для схемы представленной на рис 2.а ток через пленку диоксида ванадия рассчитывается по формуле:
(2)
Выводы:
1. При увеличении частоты сигнала подаваемого на структуру происходит уменьшение Imax (Imax, Imin - максимальное и минимальное значение тока при варьировании ψs рис.1.с), т. е. Imax < Ik. В результате чего переключатель не работает в данном диапазоне частот. Однако если уменьшить геометрические размеры переключателя, то Imax достигает Ik и переключение становится возможным. При частотах порядка 1 - 10 kHz переключатель имеет две рабочие точки переключения (рис.2.с, кривая 1), при положительном и отрицательном значении поверхностного потенциала. Однако при переходе в более высокочастотную область, рабочая точка (ys>0) сдвигается в область больших значений ys, которая реально недостижима (рис.2.с, кривая 2). В результате переключатель имеет одну рабочую точку.
2. Влиять на параметры переключателя можно при помощи варьирования длины и ширины алюминиевых контактов, а так же расстояния между ними.
Критический ток (где jk - критическая плотность тока при ПМИ, h - ширина контактов, d - толщина пленки). Критическое напряжение (где ρ - удельное сопротивление пленки VO2, l - расстояние между контактами).
Подбирая данные параметры можно выводить структуру в режим управляемого переключения в очень широком диапазоне частот, что делает ее перспективным элементом в микроэлектронике.
Работа выполнена при поддержке гранта Министерства Образования РФ и Американского Фонда Гражданских Исследований и Развития (CRDF) № PZ-013-02.
[1] А.А. Величко, Н.А. Кулдин, Г.Б. Стефанович, А. Л. Пергамент //ПЖТФ, т.29, в.12, с.49-53. (2003).
Статья в формате PDF
106 KB...
01 11 2026 21:57:18
Статья в формате PDF
140 KB...
31 10 2026 18:38:58
Статья в формате PDF
102 KB...
28 10 2026 13:13:36
На биопсийном материале пяти первородящих женщин в возрасте от 20 до 38 лет с физиологической родовой деятельностью проводили количественное светооптическое изучение строения миометрия матки. Оценили тканевой состав, клеточный состав и число гладкомышечных клеток в поле зрения микроскопа. Показали, что основными компонентами миометрия были гладкомышечные волокна, элементы соединительной ткани и микрососудистого русла. Гладкомышечные клетки демонстрировали разное сродство к толуидиновому синему и были условно разделены на светлые, темные и промежуточные клетки. Выявлена внутригрупповая вариация всех оцененных количественных параметров. Полученные данные могут быть базовыми при оценке тех же параметров у рожениц с патологической родовой деятельностью.
...
26 10 2026 15:11:28
В настоящей работе исследована зависимость плотности прессовок на железной, медной и никелевой с различными углерод содержащими порошковыми наполнителями от давления статического прессования. Для всех изучаемых двухфазных порошковых смесей, и для каждой стадии прессования рассчитаны постоянные уплотняемости. Физический смысл постоянных в предложенной работе выяснен. Для каждой стадии прессования определен интервал плотности в зависимости от химического и концентрационного составов порошковой смеси. В работе, приведены данные уплотняемости порошкового тела при приложении давлении прессования в условиях статической нагрузки, используя которые можно объяснить процессы, наблюдаемые в процессе уплотнения порошка. Оценка уплотняемости порошков позволяет составить более эффективную технологию изготовления порошковых изделий с заданными значениями плотности.
...
25 10 2026 1:18:30
Статья в формате PDF
109 KB...
24 10 2026 13:52:26
Статья в формате PDF
113 KB...
22 10 2026 12:52:12
Статья в формате PDF
90 KB...
21 10 2026 13:44:22
Статья в формате PDF
123 KB...
20 10 2026 18:36:29
Статья в формате PDF
116 KB...
19 10 2026 23:28:56
Лимфатическая система с момента закладки является частью единой сердечно-сосудистой системы и образуется в эмбриогенезе путем выключения части первичных вен и их притоков с эндотелиальными стенками из кровотока. Неравномерный рост первичного лимфатического русла с эндотелиальными стенками, в т.ч. путем его частичной магистрализации и редукции, лежит в основе морфогенеза вариабельной дефинитивной лимфатической системы у плодов в прямой связи с закладкой лимфатических узлов.
...
18 10 2026 17:24:42
Статья в формате PDF
96 KB...
17 10 2026 15:36:28
Статья в формате PDF
140 KB...
16 10 2026 7:57:15
Статья в формате PDF
763 KB...
15 10 2026 22:14:57
Статья в формате PDF
107 KB...
14 10 2026 8:43:36
Статья в формате PDF
107 KB...
13 10 2026 12:22:41
Статья в формате PDF
108 KB...
12 10 2026 17:13:32
Статья в формате PDF
116 KB...
11 10 2026 1:31:45
Статья посвящена принципам индивидуального, дифференцированного назначения иммуномодулирующей терапии больным псориатической болезнью. Авторами подчёркнута клинико-иммунологическая эффективность применения синтетического иммуномодулятора полиоксидония в комплексной терапии больных псориатической болезнью различных клинических форм и стадий заболевания.
...
10 10 2026 3:41:49
Статья в формате PDF
94 KB...
09 10 2026 20:23:19
Статья в формате PDF
43 KB...
08 10 2026 0:57:49
Статья в формате PDF
100 KB...
07 10 2026 15:35:39
Статья в формате PDF
121 KB...
06 10 2026 6:21:14
Данная статья представляет собой введение к программе поиска эмпирических закономерностей развития цивилизации. Первая закономерность получена по результатам научных оценок возраста Вселенной данным с момента зарождения науки до настоящего времени. Замысел программы и первая закономерность из этой программы появилась благодаря полученным физическим результатам. Современная физическая теория показывает, что предсказуема и поддаётся расчёту вся цепочка эволюции от образования Вселенной и Солнечной системы до эволюции планет земной группы. В данной статье в популярной форме излагаются основы физической теории, позволяющей описывать физические хаpaктеристики каждой из планет земной группы. Эволюция физических хаpaктеристик планет показывает условия возникновения и направление развития жизни на Земле. Если вся эта цепочка поддаётся расчёту, то можно допустить предсказуемость эволюции цивилизации и существование строгих социально-экономических законов.
...
05 10 2026 5:16:41
Статья в формате PDF
103 KB...
02 10 2026 9:51:42
Статья в формате PDF
393 KB...
01 10 2026 3:52:25
Статья в формате PDF
106 KB...
30 09 2026 10:22:28
В статье описываются математические модели в виде уравнения регрессии, которое позволяет по клиническим признакам хронической сердечной недостаточности со статистической достоверностью предсказать результаты 6-минутного теста.
...
29 09 2026 11:37:10
Статья в формате PDF
101 KB...
28 09 2026 14:36:47
Статья в формате PDF
117 KB...
27 09 2026 18:23:45
Статья в формате PDF
104 KB...
26 09 2026 5:18:12
Статья в формате PDF
101 KB...
25 09 2026 23:52:14
Статья в формате PDF
312 KB...
24 09 2026 14:50:51
Статья в формате PDF
132 KB...
23 09 2026 19:32:44
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
