Рассмотрено влияние быстрой термической обработки (450 °С, 7 с) на электрические параметры КМОП интегральных микросхем при формировании омического контакта между алюминиевой металлизацией и поликремнием. В качестве анализируемых параметров n- и p-канальных транзисторов были выбраны следующие вольт-амперные характеристики зависимости тока стока от напряжения: на затворе при диодном включении; на стоке при различных напряжениях на затворе; на стоке в режиме пробоя канала без подачи потенциала на затвор. Сравнение этих параметров проводилось относительно микросхем, изготовленных с применением стандартной технологии (450 °С, 20 мин) для формирования данных контактов. Анализ результатов показал, что применение быстрой термической обработки для формирования омического контакта алюминий-поликремний позволяет значительно улучшить вышеуказанные характеристики n-МОП- и р-МОП-транзисторов. Из вольт-амперных характеристик n- и р-канальных транзисторов следует, что в области напряжений на затворе более 0,65 В ток стока после длительной термообработки выше, чем после быстрой. Анализ вольт-амперной характеристики тока стока от напряжения на стоке показал, что ток стока при использовании длительной термообработки значительно выше, чем после быстрой термообработки. При этом для длительной термообработки имеют место уменьшение напряжения пробоя канала только для n-канальных транзисторов и увеличение тока стока в области более 5 В как для n-, так и для р-канальных транзисторов. Такие улучшения протекают за счет исключения образования конгломератов поликремния в алюминиевом контакте, значительного уменьшения эпитаксиальной рекристаллизации кремния, легированного алюминием, на поверхности кремния, а также снижения микрорельефа границы раздела данного контакта и уменьшения роста размера контактных окон за счет бокового взаимодействия алюминия с поликремнием.

С использованием золь-гель-метода синтезированы фоточувствительные структуры кремний/титанат бария/никель с нелегированным титанатом бария и легированным европием. Изучены вольт-амперные характеристики в условиях освещения ксеноновой лампой с выделением монохроматической линии в диапазоне 400–800 нм и в темновом режиме. Синтезированные структуры показали наличие фототока на обратной ветви вольт-амперных характеристик во всем исследованном диапазоне длин волн освещения. Максимальный ток обратной ветви для структуры с нелегированным титанатом бария был достигнут при воздействии излучения с длиной волны 470 нм и составил около 0,6 мкА для диапазона напряжения смещения от 2 до 10 В. Легирование титаната бария европием приводит к увеличению фототока на 17–26 %.

С помощью сканирующей электронной микроскопии изучены структуры поверхности и внутренних областей пористого кремния, полученного анодированием сильнолегированных пластин монокристаллического кремния электронного типа проводимости в растворе фтористоводородной кислоты при различных плотностях тока. Установлено, что на поверхности пористого кремния имеются поры темно-серого и светло-серого цветов, отличающиеся размерами и плотностью расположения. Поры темно-серого цвета имеют большие размеры, а их плотность примерно в 5–10 раз меньше, чем плотность светло-серых пор. Показано, что поры светло-серого цвета представляют собой неразвившиеся поры небольшой глубины, а темно-серые являются входными отверстиями глубоких пор бутылкообразной формы, проходящих от поверхности вглубь монокристалла. Эквивалентные диаметры светло-серых пор на поверхности пористого кремния составляют 12–15 нм и практически не зависят от плотности анодного тока. При этом эквивалентные диаметры темно-серых пор и средние расстояния между их центрами увеличиваются по линейному закону от 15 до 35 нм на поверхности и от 35 до 120 нм для внутренних областей пористого кремния при увеличении плотности тока от 30 до 90 мА/см². Средняя толщина элементов кремниевого скелета на поверхности составляет около 3 нм и увеличивается до 5–6 нм во внутренних областях пористого кремния. Задавая плотность анодного тока, можно получать слои пористого кремния с различными структурными параметрами. Результаты исследований имеют практическую значимость для формирования композитных материалов на основе пористого кремния, который используется как пористая матрица для осаждения металлов и полупроводников.

Потребность современной микроэлектроники в разработке технологических процессов формирования наноструктурированных слоев выдвигает необходимость понимания механизмов зарождения и роста осадков. В статье рассмотрены особенности начальных стадий электрокристаллизации покрытий оловом и сплавами олово-медь и олово-медь-ультрадисперсный алмаз. Методом вольтамперометрии исследованы кинетические закономерности электродных процессов. На основе экспериментальных данных рассчитаны параметры зародышеобразования (энергия зародышеобразования, эффективная межфазная поверхностная энергия, радиус и объем зародыша). Получены СЭМ-изображения и изучены особенности шероховатости поверхностей покрытий после осаждения в течение 10, 20, 30 и 60 с. Установлено, что осаждение сплавов олово-медь и олово-медь-ультрадисперсный алмаз повышает значение предельного тока с 2,8 · 10^–2 до 5,0 · 10^–2 А/см². С ростом перенапряжения электрокристаллизации увеличивается скорость образования зародышей и уменьшается их размер, при этом формируются мелкозернистые и плотные осадки. При увеличении длительности осаждения происходят рост кристаллитов и постепенное сращивание их между собой, значение эквивалентного диаметра зерна покрытий увеличивается соответственно для: Sn – с 1 ⋅ 10^–6 до 4 ⋅ 10^–6 м, Sn-Cu – с 0,3 ⋅ 10^–6 до 1,3 ⋅ 10^–6 м, Sn-Cu-ультрадисперсный алмаз – с 0,9 ⋅ 10^–6 до 1,4 ⋅ 10^–6 м. Установленные закономерности позволяют управлять структурой покрытий и получать осадки с заданными свойствами. Представленные результаты могут быть интересны для специалистов, занимающихся формированием паяемых гальванических покрытий.

Одним из факторов, вызывающих потерю работоспособности интегральных микросхем космических аппаратов, является воздействие тяжелых заряженных частиц. Попадание их в электронные устройства приводит к появлению одиночных переходных процессов (коротких токовых импульсов), которые в аналоговых микросхемах проявляются в искажении формы выходных сигналов, а в цифровых микросхемах могут вызвать одиночный сбой. В статье рассмотрена методика схемотехнического моделирования воздействия тяжелых заряженных частиц на биполярные аналоговые микросхемы, включающая разработанную эквивалентную электрическую схему биполярного транзистора для LTSpice и порядок проведения моделирования переходных процессов. Несмотря на принятые упрощения, а именно – отсутствие учета зависимости длительности фронта нарастания и спада генерируемого заряженной частицей токового импульса от параметров транзисторной структуры, на допущения о том, что весь заряд генерируется в активной базе и областях пространственного заряда эмиттерного и коллекторного переходов, – разработанная эквивалентная схема позволила определить, что форма коллекторного токового импульса схемы с общим эмиттером при воздействии тяжелой заряженной частицы определяется быстродействием транзистора и его режимом работы. С применением разработанной методики определены «критические» транзисторы двух изученных аналоговых микросхем, а также обоснована необходимость шунтирования токозадающих резисторов конденсатором небольшой емкости.

Разработана методика прогноза средней интенсивности электромагнитного фона, создаваемого вблизи поверхности Земли группировкой спутников связи, с учетом количества спутников в группировке, полной излучаемой мощности спутника, параметров его излучения по основным и боковым лепесткам, высоты орбиты и ограничений по углу места обслуживания наземного оборудования. Приведены результаты анализа зависимости средних уровней электромагнитного фона у земной поверхности от количества спутников в группировке при различных сценариях реализации информационного обслуживания наземных абонентских терминалов, подтверждающие адекватность разработанной методики. Сделан вывод, что ожидаемые уровни электромагнитного фона диапазона СВЧ, создаваемого мегасозвездиями низкоорбитальных спутников связи, на много порядков превышают уровни электромагнитного фона естественного происхождения, что существенно меняет физические характеристики среды обитания.

Технология обращенного синтеза апертуры антенны, использованная для построения радиолокационного изображения винтов летательного аппарата, показала высокую эффективность. Радиолокационное изображение позволяет визуализировать лопасти винтов, входящих в функциональную группу (тянущие винты самолета, несущие винты двухвинтового вертолета, несущие винты мультикоптера). При наличии одного винта в летательном аппарате (тянущий винт самолета, несущий винт одновинтового вертолета) радиолокационное изображение является простым и ясно воспринимаемым. В случае нескольких винтов, принадлежащих к одной функциональной группе, анализ радиолокационного изображения существенно усложняется. Это обусловлено случайным взаимным положением лопастей разных винтов в момент начала построения изображения, а также возможным случайным совпадением пространственного положения лопастей, принадлежащих к разным винтам. В связи с этим определение количества винтов в летательном аппарате является новой актуальной задачей, решение которой позволяет получить дополнительную информацию для распознавания. В основу рассматриваемого способа определения количества винтов положены наиболее распространенные конструктивные особенности – лопасти в винте следуют с одинаковым угловым интервалом, в винтах функциональной группы число лопастей одинаковое.

Обоснован способ оценивания орбитальных параметров наноспутника-ретранслятора, реализуемый при измерении полного электронного содержания в ионосфере на основе ретрансляции навигационных сигналов GPS на частоты 150/400 МГц. Способ предусматривает оценку декартовых координат наноспутника-ретранслятора по результатам измерений суммарных дальностей «навигационный спутник – наноспутник-ретранслятор – наземный приемный пункт», получение оценок угла наклона плоскости орбиты и долготы восходящего узла методом наименьших квадратов и оценку оставшихся орбитальных параметров методом максимального правдоподобия. Приведены результаты моделирования и характеристики точности предлагаемого метода. Показано, что при типовом отношении сигнал/шум в аппаратуре приемного пункта и времени наблюдения наноспутника-ретранслятора 600–800 с средние квадратичеcкие ошибки оценивания орбитальных параметров наноспутника-ретранслятора составляют: для угловых величин – доли угловых секунд, большой полуоси эллипса – 4–5 м, эксцентриситета – 2–3 ppm.

Рассмотрены два алгоритма вычисления фазового преобразования, заключающегося в расчете выходов цепочки фазовых звеньев. В основе алгоритмов лежит идея синтеза сдвоенного фазового звена, которое позволяет за один проход вычислять выходы каскада из двух фазовых звеньев. Для синтеза сдвоенных фазовых звеньев использовано представление цифровых фильтров методом пространства состояний. Предложенные алгоритмы реализованы на языке Си, выполнено их сравнение с прямой формой реализации фазового преобразования. В процессе экспериментов при помощи встроенного в среду Visual Studio профилировщика оценивалась скорость вычисления цепочки фазовых звеньев на персональном компьютере с процессором Intel Core i7-37700. Полученные результаты показали, что оба алгоритма позволяют ускорить вычисление цепочки фазовых звеньев в 1,3 и 1,8 раза соответственно.

Рассмотрены виды, функции и некоторые особенности криптосистем, а также схемотехнические варианты расширения их функциональных возможностей. Представлены варианты формирования ключей и шифров, используемых в криптосистемах с типовой структурной организацией, и технологии создания цепочек шифрования. Описана схема шифрования, в рекуррентной формуле алгоритма которой задействованы предыдущие блоки как шифрования, так и открытого текста. Данная схема надежно защищает от любой несанкционированной модификации зашифрованного текста. Приведены структурные схемы организации криптосистем симметричного и асимметричного типов. Предложен вариант реализации декодирующей процедуры в пороговом МИМА-криптомодуле разделения секрета с маскирующим преобразованием, в котором минимизируются необходимые временные и аппаратные затраты на выполнение процедуры реконструкции секрет-оригинала. Представленный материал может быть частью исходных разделов необходимого и достаточно обеспеченного в математическом плане учебного пособия по основам и современным проблемам криптографии.

Сегодня актуальными являются вопросы перевода частных домовладений на независимые источники энергии, включая солнечные панели и гелиоколлекторы. В статье рассматриваются варианты программного обеспечения аппаратных комплексов, с помощью которых можно управлять системами обеспечения энергией частных домов. Представлены технологии использования независимых источников энергии в системе энергопотребления, а также математическая модель их оптимизации для удаленных загородных домов.

Рассмотрены существующие и широко используемые в настоящее время технологии хранения данных. Отмечено, что рост объемов цифровых информационных ресурсов астрономическими темпами привел к бурному развитию технологий их создания, хранения, доступа к ним. В условиях Industry 4.0 особое значение приобретает использование цифровых технологий для создания интеллектуальных и взаимосвязанных процессов производства и обработки данных. Технология блокчейн и облачные технологии стали неотъемлемыми компонентами современной цифровой трансформации. С учетом текущего состояния технологий хранения данных и блокчейна, сетевых возможностей, потребностей предприятий и других факторов исследованы возможности выбора и применения средств и технологий хранения, принципы совместной реализации и применения разных технологий, а также современные подходы виртуализации и технология блокчейн для решения вопросов распределенного хранения данных.

Разработана и смоделирована работа сети, которая реализует алгоритмы IT-диагностики неврологических заболеваний на базе технологии интернета вещей. Сеть включает смартфон, платформу, нейронную сеть и приложения. Сначала со смартфона вводятся голоса заболевших пациентов для обучения нейронной сети, а потом – обследуемых пациентов для IT-диагностики. Передача данных между смартфоном и платформой (ThingSpeak) происходит по протоколу MQTT. Мобильное приложение смартфона извлекает голосовые функции обследуемых пациентов и записывает их на платформу сети интернета вещей. Распознавание происходит с использованием обученной нейронной сети. Представлены структура и алгоритм работы платформы ThingSpeak. Показатели IT-диагностики отображаются в приложении на смартфоне. Данные пациентов, использованные в исследовании, взяты из программы ADReSS 2020 Challenge, которая содержит речевые данные пациентов с болезнью Альцгеймера и здоровых людей.