Выполнены исследования многослойного материала – полимерной радиопрозрачной электропроводящей пленки полианилина концентрации 5, 10 и 50 % по массе на радиопрозрачной подложке из стеклопластика. Такие материалы являются многофункциональными – собственно материал с требуемыми характеристиками, но при воздействии внешнего электромагнитного излучения выполняет экранирующие функции. Образцы электропроводящего полимера (пленки полианилина), нанесенные на подложку из стеклопластика, обладают малым затуханием в полосе прозрачности 8–12 ГГц, низким коэффициентом отражения электромагнитного излучения, высокими проводимостью и эксплуатационными характеристиками, технологичностью.

Представлены результаты исследования структуры, фазового состава и кинетики роста эпитаксиальных слоев карбида кремния на кремниевых подложках при их быстрой вакуумно-термической обработке. Методами просвечивающей электронной микроскопии установлено формирование слоев кубического политипа SiC (3C-SiC) на кремнии при карбидизации в диапазоне температур 1000–1300 °С. Обнаружено, что формирование слоев SiC проходит в два этапа, характеризующихся различными энергиями активации. В более низкотемпературном диапазоне (1000–1150 °С) энергия активации процесса роста SiC составляет E_a = 0,67 эВ, тогда как в диапазоне 1150–1300 °С она увеличивается практически на порядок (E_a = 6,3 эВ), что указывает на смену лимитирующего физического процесса. Установлено, что тип проводимости и ориентация подложки оказывают влияние на толщину формированных слоев SiC. При этом наибольшая толщина слоев карбида кремния достигается на кремниевых подложках с ориентацией (111) p-типа проводимости.

Рассмотрены процессы формирования покрытий систем Cu–Ni и Ag–Cu стабильного элементного состава методом электронно-лучевого испарения. Показано, что в зоне воздействия электронного луча на помещенный в тигель слиток при суммарном давлении паров элементов сплава Σp больше давления под колпаком установки происходит кипение расплава, а в примыкающей к зоне расплава наружной зоне идет процесс сублимации твердого сплава. Исследованы микрорельеф и элементный состав поверхностного слоя слитка сплава Cu–Ni в зонах испарения и сублимации, а также элементный состав осаждаемых при этом покрытий. Показано, что наиболее приемлемым способом получения покрытий системы Cu–Ni стабильного элементного состава является одновременное электронно-лучевое испарение меди и никеля из двух тиглей. Рассчитан и экспериментально проверен азеотропный состав сплава системы Ag–Cu. Результаты исследований использованы при изготовлении многослойных экранов электромагнитного излучения.

Твердофазная рекристаллизация поверхностного слоя кремния после химико-механической полировки с использованием быстрой термической обработки импульсами секундной длительности – один из возможных путей улучшения поверхностных свойств кремния. Рассмотрено влияние быстрой термической обработки, приводящей к твердофазной рекристаллизации механически нарушенного слоя, на формирование фиксированного заряда в SiO₂ при термическом окислении кремния. Приведены результаты исследования пластин кремния электронного, легированного фосфором (КЭФ 4,5), и кремния дырочного, легированного бором (КДБ 12), ориентации <100> диаметром 100 мм после химико-механической полировки. Методом вольт-фарадных характеристик определялись напряжение плоских зон и плотность заряда на границе раздела «кремний – диоксид кремния», методом сканирующей зондовой электрометрии – поверхностное распределение этих характеристик до и после быстрой термообработки. Установлено, что быстрая термообработка на кремниевых пластинах КЭФ 4,5 и КДБ 12 ориентации <100> за счет твердофазной рекристаллизации механически нарушенного слоя приводит к уменьшению поверхностного потенциала по площади пластин и остаточного фиксированного заряда в диоксиде кремния в полтора раза.

В статье представлен разработанный технологический реактор для формирования алмазоподобного углеродного покрытия на подложках диаметром до 200 мм методом химического осаждения из газовой фазы в индуктивно-связанной плазме высокой плотности при рабочем давлении менее 5 Па. Приведены результаты экспериментальных исследований по получению алмазоподобного углеродного покрытия в данном реакторе. Установлены зависимости скорости осаждения углеродного покрытия от мощности ВЧ-разряда, рабочего давления и расхода пленкообразующего газообразного реагента. Рассмотрены режимы получения алмазоподобных углеродных покрытий с наилучшими механическими свойствами при следующих параметрах процесса: ВЧ-мощность – 600–900 Вт, расход газа прекурсора – 15–50 см³/мин, соотношение объемов плазмообразующего и пленкообразующего газов – 3:1 при остаточном давлении в рабочей камере не более 4 Па. С помощью метода спектроскопии комбинационного рассеяния показано, что в покрытиях, полученных при эффективных режимах, в значительном количестве содержится алмазоподобная фаза.

С помощью сочетания искусственных нейронных сетей и метода конечных элементов выполнено моделирование процесса лазерной обработки алмазов. Обучающий массив данных и массив данных для тестирования нейронных сетей были сформированы с использованием программы конечно-элементного анализа ANSYS. Расчеты выполняли для 600 вариантов входных параметров, 60 из которых использовали для тестирования искусственных нейронных сетей. Исследовано влияние параметров нейросетевых моделей на точность определения температур в зоне лазерной обработки. Установлены параметры нейронных сетей, обеспечивающие приемлемые результаты при прогнозировании температур, формируемых лазерным излучением в алмазах. Полученные результаты могут быть использованы при определении технологических параметров процессов лазерной обработки алмазов.

Для удовлетворения существующей потребности отечественного рынка радиоэлектронной аппаратуры в быстродействующих широкополосных операционных усилителях ранее было предложено использование базового матричного кристалла МН2ХА031, содержащего комплементарные биполярные транзисторы, совместно с разработанными схемами быстродействующего операционного OAmp9 и прецизионного операционного OAmp10 усилителей с унифицированными каскадами и возможностью программирования таких параметров, как ток потребления, максимальный выходной ток, полоса пропускания, скорость нарастания выходного напряжения. В статье рассмотрено увеличение быстродействия указанных операционных усилителей за счет уменьшения паразитной коллекторной емкости транзисторов подачей обратного напряжения смещения в OAmp9 и применения корректирующих цепей в OAmp10, что позволило увеличить скорость нарастания выходного напряжения на 29 % в первом случае и в 3,1 раза во втором. Приведены электрические схемы и результаты схемотехнического моделирования модернизированных усилителей, названных OAmp9M и OAmp10M, которые соответственно характеризуются напряжением смещения нуля 0,35 и 0,03 мВ, коэффициентом усиления напряжения 2,7 · 10³ и 3 ·10⁵, произведением коэффициента усиления напряжения на ширину полосы пропускания 161 МГц и 68 МГц, скоростью нарастания выходного напряжения 708 и 64,5 В/мкс.

Представлены результаты исследования по отведению тепловой энергии от процессоров при помощи кулеров с воздушным охлаждением (КВО). Проведены четыре эксперимента, в которых при помощи трехмерного твердотельного параметрического моделирования выявлены наиболее эффективные варианты исполнения КВО. В первом эксперименте был разработан башенный радиатор с несущей конструкцией в виде медных прутков и установленным вертикально вентилятором. Это дало возможность определить эффективность передачи тепловой энергии по радиатору. В следующем эксперименте в разработанной ранее модели заменили медные прутки на тепловые трубки и убрали вентилятор, что позволило обосновать необходимость наличия или отсутствия обдува при постепенном увеличении мощности процессора во время его эксплуатации. В третьем случае изменяли скорость вращения вентилятора, благодаря чему установили предельную скорость воздушного потока для эффективного охлаждения радиатора. В последнем эксперименте определили оптимальную конструкцию КВО, позволившую эффективно реализовать рассеивание тепловой энергии от процессора при различной его мощности. Экспериментально доказана необходимость использования КВО в таких современных технических средствах, как персональные компьютеры, сервера, вычислительные комплексы и т. д., в которых нет ограничений по обеспечению массогабаритных параметров.

Исследованы виброизоляторы с демпфирующими свойствами стальных многопроволочных тросов для виброзащиты кварцевых генераторов. Моделирование вибрационных характеристик конструкционных элементов проводилось с использованием численных методов. Рассчитаны упругие характеристики и конструктивные параметры троса для виброизолятора. Проведен гармонический анализ с заданными значениями массы и жесткости при воздействии внешних вибраций. Разработан и изготовлен образец тросового виброизолятора. Для проверки полученных расчетных результатов предложена структура испытательного стенда, позволяющего определять значения собственных резонансных частот. Исследованы зависимости виброускорения от частоты колебаний с возмущающим воздействием по синусоидальному и случайному законам с изменяемой частотой в диапазоне 10–2000 Гц. Испытания тросового виброизолятора показали эффективность подавления вибраций для частот более 120 Гц. В нижнем диапазоне случайных вибраций различные резонансы оказывают существенное влияние друг на друга. Эксперименты подтвердили результаты моделирования и эффективность используемого решения: разность показателей при определении резонансных частот составила менее 10 % при уменьшении уровня вибрации до заданного показателя.

Приведены результаты моделирования свойств графена, модифицированного атомами фтора. Создание современных полупроводниковых приборов требует внедрения новых материалов. Графен – один из них, вызывающий интерес исследователей. Добавление атомов фтора, водорода и других химических элементов в графен позволяет создавать его модификации. На этой основе можно разрабатывать полупроводниковые приборы и устройства с улучшенными выходными характеристиками. Путем моделирования из первых принципов получены основные характеристики модификации графена с использованием атомов фтора, а именно – зонная диаграмма, зависимости плотности состояния (параметр DOS) электронов и дырок от энергии. При итерационном решении транспортного уравнения Больцмана определены зависимости подвижности носителей заряда от температуры. Полученные зависимости и параметры фторированного графена могут служить основой для создания новых гетероструктурных приборов, содержащих слои модифицированного графена и других полупроводниковых материалов.

Рассмотрено применение уcловной логической формулы трехзначного исчисления в системе принятия решений. Такая формула дает возможность определения на ее основе условной нечеткой меры, что связано со следующими положительными моментами. Во-первых, отпадает необходимость в экспертном оценивании нечеткой меры истинности заключения для нечетких посылок, что уменьшает степень субъективности и устраняет необходимость обеспечения полноты статистических данных, а также обоснование полноты. Во-вторых, предлагаемый вариант вычисления условных заключений сравнительно просто допускает многопосылочный случай и возможность оценивать важность посылок на основе их приоритетов (в классических подходах типа Мамдани посылки не различаются по степени их важности для заключений). В-третьих, нет необходимости оценивать степень истинности самих правил для нечетких заключений. Указанные достоинства упрощают практическое использование и, в конечном итоге, повышают качество принимаемых решений, особенно в случае большого числа входных посылок (например, исчисляемого десятками). Приводится пример практического использования развиваемого на основе нечеткой условной меры подхода для принятия решений о коррекции процесса обучения по результатам тестирования.

Рассмотрены особенности построения и применения графовых моделей для решения прикладных задач. Предложена графовая модель с двумя критериями качества, на которой выполняется поиск оптимальных путей между заданными вершинами графа. Каждое ребро графа имеет весовой коэффициент, определяющий количество временных единиц, требуемых для прохождения данного ребра. Каждая вершина может находиться в одном из двух состояний: «открыто» или «заблокировано». Первоначально все вершины открыты, однако их состояния могут изменяться в процессе решения задачи. Поиск решения ограничен заданным временем. Если в ходе движения по выбранному маршруту вершины графа становятся заблокированными, требуется искать альтернативные пути достижения цели. Определено понятие допустимого пути на графе. Построено паретовское множество, из которого по заданному правилу выбраны допустимые пути. Для этого разработана процедура выбора пути из множества Парето. По завершении выбора путь считается оптимальным для движения по нему из начальной вершины в целевую. Представлены ситуации, которые могут происходить в процессе выбора пути и прохождения по нему. Их появление – следствие изменения состояний вершин графа. На основе процедуры выбора разработан алгоритм поиска оптимальных путей между заданными вершинами на графовой модели.

Разработана математическая модель VPN в сети электросвязи специального назначения, позволяющая определить запас по пропускной способности для планируемых VPN-туннелей. В отличие от известных подходов оценки запаса по пропускной способности (потоковая модель VPN) предлагаемая модель учитывает класс передаваемого трафика. Модель является адекватной с точностью 0,95. Материалы, представленные в статье, являются оригинальными и могут быть использованы при планировании VPN-туннелей в сети электросвязи специального назначения.

Одно из современных направлений получения информации для принятия обоснованных решений – анализ данных из открытых интернет-источников и СМИ, содержащих множество публикаций. Критически важно не только получение достоверной информации, но и время для ее анализа. Разработана и апробирована комплексная методология быстрого построения прототипа системы комплексного анализа тематических сайтов. Создана технология взаимосвязанных методов, методологий и инструментов по построению графовой базы данных, графа знаний, анализа данных с использованием методов и моделей машинного обучения с предоставлением аналитических результатов пользователям. Разработанные технологии могут применяться для анализа данных известных мировых сайтов с целью построения прототипа системы комплексного анализа информации интернет-источников.

Задача выявления голосовых патологий отличается малым объемом доступных данных для обучения, вследствие чего системы классификации, использующие малоразмерные данные, являются наиболее актуальными. Предлагается совместное использование методов LASSO (least absolute shrinkage and selection operator) и BSS (backward stepwise selection) в отборе наиболее значимых признаков для задач определения голосовых патологий, в частности бокового амиотрофического склероза. Использованы признаки на основе мел-частотных кепстральных коэффициентов, традиционно применяемые в обработке речевых сигналов, и на основе дискретной оценки огибающей спектра авторегрессионного процесса. Вторые спектральные признаки извлекаются с помощью генеративного метода, предполагающего вычисление дискретного преобразования Фурье последовательности отчетов, сгенерированной с использованием авторегрессионной модели входного голосового сигнала. Последовательность генерируется таким образом, чтобы учесть периодическую природу преобразования Фурье. Это позволяет повысить точность оценки спектра и уменьшить эффект спектральной утечки. Отбор признаков с помощью методов LASSO и BSS позволил повысить эффективность классификации, используя меньшее число признаков, по сравнению с применением только метода LASSO.

Анализ исследований в области таргетной доставки препаратов, генов и стволовых клеток показал низкий уровень точности прикладных и практических исследований в данной области. В настоящее время применяется экстракорпоральное электромагнитное воздействие на фармакологический комплекс с наночастицей ферромагнетика. Однако при таком подходе достаточно сложно реализовать алгоритм введения препарата в топографическую область (орган-мишень), поскольку на практике клиническое применение технологии транспорта лекарственных средств с учетом физико-химических свойств тканей организма человека детально не изучено. Существующие модели представляют различные физико-математические подходы, которые не учитывают биоэлектрические и электростатические свойства тканей изучаемых организмов животных и человека. Разработка алгоритмов и программного моделирования данной технологии позволит рассчитать переменные частоты для магнитотаргетинга в цифровом фантоме человека. Это уменьшит временные затраты на стадии пилотных и клинических испытаний. В статье приведены методология и результаты мультифизического и математического моделирования в пакете Sim4Life for Science, V7.0 на примере вычислений управляющих параметров электромагнитного поля региона в области обычного введения препаратов – в сосуды предплечья.