Развитие технологий 2,5D- и 3D-интеграций кристаллов предъявляет к корпусам изделий микроэлектроники повышенные требования. Для изготовления корпусов перспективным материалом является анодный оксид алюминия, который позволяет формировать межслойные вертикальные электрические соеди нения различных слоев без дополнительных операций создания отверстий в межслойной изоляции. Это дает возможность получать на поверхности последующие слои с хорошей планаризацией. В статье рассмотрен способ изготовления подложек из пористого анодного оксида алюминия с изолированными токопроводящими площадками с помощью сквозного локального анодирования алюминия. Приведена методика исследования изоляционных свойств полученных диэлектрических подложек с различными способами улучшения качества изоляции токопроводящих каналов. Представлены результаты исследования токов утечки изолированных токопроводящих каналов в зависимости от приложенного напряжения.

Одно из перспективных направлений label-free-анализа – оптические биосенсоры на основе 2D фотонных кристаллов, созданных из массива наностолбиков. Минусом таких кристаллов, сформированных, как правило, на основе кремния и его диоксида, является применение технологии фотолитографии. Использование фотонных кристаллов на базе самоорганизованных систем, таких как массивы наностолбиков оксида ниобия и тантала, полученных анодированием двухслойных систем Al/Nb и Al/Ta, позволяет решить данную проблему. Проведено моделирование оптических свойств фотонных кристаллов на основе массивов наностолбиков оксида ниобия и тантала. Чувствительность биосенсора определялась смещением главного пика отражения относительно его положения при заполнении пустот между наностолбиками фотонных кристаллов воздухом и биотином-стрептавидином. Выполнена оценка спектров отражения при специфическом и неспецифическом связывании биотина-стрептавидина с поверхностью фотонных кристаллов. Интенсивность главного пика отражения биосенсора на основе оксида тантала с металлическим подслоем Ta составила 0,41 отн. ед. на длине волны 353 нм, смещения пиков при распределении показателя преломления 1,46 для специфического и неспецифического связывания – 12 и 24 нм соответственно. Интенсивность главного пика отражения биосенсора на основе оксида ниобия с металлическим подслоем Nb составила 0,51 отн. ед. на длине волны 371 нм, смещения пиков отражения при распределении показателя преломления 1,46 для специфического и неспецифического связывания – 12 и 31 нм соответственно.

Представлены результаты исследования лазерно-активированных процессов электрохимического осаждения функциональных тонкопленочных субмикронных токопроводящих структур с использованием цианистых электролитов. Исследовано воздействие на цианистые электролиты лазерного излучения с длинами волн λ = 600–200 нм, которое приводит к активной диссоциации соединений видов K_iMe(CN)_j, Me_i(CN)_j, K_iMe_i(CN)_j. Это способствует локальному росту градиента концентрации активных электрохимических частиц и обуславливает увеличение локальной скорости электрохимического осаждения в целом. Проанализировано влияние на указанные процессы таких параметров, как интенсивность лазерного излучения, коэффициент поглощения лазерного излучения электролитом (эффективное сечение поглощения) и квантовый выход диссоциации, которые определяются составом электролита и селективностью лазерного воздействия.

В статье представлены результаты получения крупноблочных поликристаллов системы полупроводниковых твердых растворов Cu₂FeSn(S_x,Se_1–x)₄, образующихся во всем диапазоне концентраций. Установлено, что как соединения Cu₂FeSnS₄, Cu₂FeSnSe₄, так и твердые растворы имеют тетрагональную структуру станнита I42̅ m с соотношением параметров элементарной ячейки с/а ∼ 2. Параметры элементарной ячейки изменялись линейно в соответствии с законом Вегарда – от a = (5,704 ± 0,005) Å и с = (11,26 ± 0,01) Å для Cu₂FeSnSe₄ до a = (5,441 ± 0,005) Å и с = (10,72 ± 0,01) Å для Cu₂FeSnS₄. Установлены зависимости рентгеновской плотности и температуры Дебая. По результатам дифференциального термического анализа определены температуры плавления образцов, построена диаграмма состояния системы.

Разработана методика анализа средней интенсивности электромагнитного фона (ЭМФ), создаваемого у земной поверхности абонентскими терминалами систем спутниковой связи, использующих созвездия низкоорбитальных спутников. С использованием ранее полученных результатов анализа ЭМФ, создаваемого у земной поверхности излучениями космического сегмента этих систем, выполнены оценки суммарных уровней антропогенного и естественного ЭМФ диапазона СВЧ на территориях с интенсивным информационным обслуживанием населения этими системами. Полученные результаты свидетельствуют о том, что излучения абонентских терминалов таких систем вносят основной вклад в интенсивность ЭМФ у земной поверхности, на несколько порядков превышая другие слагаемые ЭМФ, образуемые как естественными источниками микроволнового излучения, так и излучениями множества низкоорбитальных спутников, в целом существенно изменяя физические характеристики среды обитания.

Представлены методика расчета и аналитические соотношения для определения эффективности использования помехоустойчивого канального кодирования в системах с двоичным блочным кодом Боу за – Чоудхури – Хоквингема (БЧХ), М-позиционной модуляцией и декодированием по алгоритму Витерби с мягким решением (SOVA). Использовался обобщенный показатель эффективности декодирования, который учитывал параметры кода, формат модуляции и режим работы декодера. По сравнению с известной методикой, предложенная не требует знания весовых составляющих спектра кода и применения при расчетах процедур компьютерного моделирования. Полученные аналитические соотношения представлены в компактном и общем для исследований виде. Они служат для расчета помехоустойчивости, энергетического выигрыша от кодирования, исправляющей способности декодера и информационной эффективности каналов связи при вариации параметров кодов и вероятностей ошибок на выходе декодера. 

Современные проекционно-оптические системы, такие как DUV-литография и высокоапертурные объективы, требуют высокой точности обработки поверхностей, что делает учет механических деформаций оптических элементов особенно важным. В статье представлены результаты компьютерного моделирования деформации кварцевой двояковыпуклой линзы диаметром 195 мм под воздействием вакуума. Исследование выполнено в программных комплексах CAE (Computer-aided engineering) с различными алгоритмами расчетов. Использовалась модель линзы, спроектированная в системе CAD (Computer-aided design). Материал линзы – кварцевое стекло с модулем Юнга 72 ГПа и коэффициентом Пуассона 0,17. Установлено, что рабочий перепад давления 15 кПа вызывает неравномерную деформацию поверхности линзы с максимальными значениями от 22,59 до 23,24 нм в зависимости от алгоритма расчета. Расхождение между результатами составило 2,8 %. Установлена линейная зависимость деформации от перепада давления: при изменении перепада с 0 до 18 кПа деформация возрастает от 0,75 до 27,74 нм. Наибольшее искажение поверхности наблюдается в центральной зоне линзы, что критично для интерферометрических измерений, требующих точности в нанометровом диапазоне. Результаты подчеркивают необходимость корректировки параметров вакуумного крепления для минимизации деформаций и повышения качества обработки оптических поверхностей.

В статье представлены результаты решения задачи распознавания типов баллистических ракет с помощью нейронных сетей по траекторной информации. Для распознавания использовалась траекторная информация от радиолокационных станций, сопровождающих данные баллистические объекты. Рассмотрено распознавание с помощью нейронных сетей по параметрам «высота – энергетическая высота». Моделирование показало, что при примерно одинаковом времени решения задачи вероятность правильного распознавания для нейронных сетей прямого распространения (Feed forward neural network, FFNN) существенно больше, чем для алгоритма с разбиением плоскости на ячейки, использовавшегося для сравнения. 

Рассмотрены методы работы с несбалансированными данными при построении моделей машинного обучения для решения задачи классификации. Проведено исследование методов балансировки с определением их влияния на эффективность классических и ансамблевых моделей. Выбраны пять наборов данных различного объема и степени дисбаланса, выполнена их предобработка. Изучено влияние реализованных в библиотеке imbalanced-learn методов увеличения меньшего класса, уменьшения большего класса как при изолированном применении, так и при их комбинации. Определен диапазон оптимального соотношения классов после балансировки (от 1:1 до 2:1, где первое число соотносится с количеством объектов изначально меньшего класса) и оценено влияние подбора гиперпараметров при помощи Optuna. Установлено, что оптимизация гиперпараметров не компенсирует отсутствие балансировки данных, а наилучшие показатели качества моделей достигаются применением комплексного подхода с комбинацией двух методов балансировок различных типов, использованием ансамбля и подбором гиперпараметров. Наибольший вклад в качество моделей дало применение одного метода балансировки вместе с использованием ансамбля, поэтому такую комбинацию можно рекомендовать в условиях ограниченных временных и вычислительных ресурсов. Добавление метода уменьшения большего класса и подбор гиперпараметров целесообразно проводить при достаточном количестве ресурсов и высоких требованиях к качеству модели. 

Предлагается новая схема построения генераторов истинно случайных последовательностей с использованием блока управления источниками случайности. В качестве источника случайности рассмат ривается обобщенный управляемый бистабильный элемент, для которого предложена логическая модель на основе управляемых инверторов с обратной связью. Установлено, что переход бистабильного элемента в состояние метастабильности возможен независимо от его внутренней структуры. Метастабильное состояние выражается в осцилляции выходного сигнала с уникальной частотой, что в дальнейшем позволит генерировать непредсказуемые случайные последовательности. Созданная программная модель управляемого бистабильного элемента на языке SystemVerilog в процессе тестирования доказала свою состоятельность.

В статье описаны архитектура и функциональность кросс-платформенного анализатора зонной структуры для обработки результатов расчета популярного специализированного пакета моделирования свойств материалов OpenMX. Продемонстрирована его работа на примере тестового задания. Представлены коммерческие пакеты для анализа и обработки данных, получаемых в программах для квантово-механического моделирования материалов. Показано, что пакету OpenMX недостает программы-анализатора для обработки результатов расчетов строения зонной структуры материалов. Рассмотрены практические задачи анализа расчетов зонной структуры материалов и функциональность такой программы, сформулированы требования к ее реализации. Предлагаемый анализатор по общим временным затратам не уступает по производительности существующему аналогу, при этом имеет более широкий функционал, включая базовый анализ и постобработку данных с возможностью опциональной настройки выходного файла, сохраняемого в удобном текстовом формате. Данная разработка перспективна в контексте универсализации для обеспечения совместимости с другими широко применяемыми коммерческими пакетами квантово- механического моделирования.

На современном рынке существует множество веб-сервисов, предназначенных для генерации изображений интерьеров с помощью методов генеративного дизайна. В то же время высокая стоимость и ограничения по использованию некоторых коммерческих решений ограничивают их доступность для широкого круга пользователей. В статье предложено экономически выгодное решение без значительных потерь в функциональности и качестве. Представлены результаты разработки мобильного приложения для генерации изображений помещения (интерьеров) по фотографии и текстовому описанию пользователя. Для генерации изображений применена генеративно-состязательная нейронная сеть. Описан процесс преобразования текстового запроса в изображение. Приведены результаты тестирования приложения.

Сегодня задачи классификации решаются, как правило, с применением нейронных сетей. В то же время при выборе архитектуры сети особое внимание уделяется сжимающим слоям, а архитектура многослойного персептрона выбирается интуитивно, хотя качество решения во многом зависит от вида разделяющей поверхности. В статье предлагается алгоритм проверки эффективности архитектуры многослойного персептрона на основе анализа свойств входных данных. Алгоритм основан на специальном, разработанном авторами, числовом показателе эффективности архитектуры нейронной сети – коэффициенте перекоса. Коэффициент рассчитывается на основе матрицы несоответствий, что не требует большого объема вычислений. Экспериментально показано, что выбор правильной архитектуры классификатора может повысить качество решения на 50 %.