Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
12 results
Search Results
Item Electrophysical Properties of Nanoscale Functional Materials Based on Fe and Ge for Sensor Electronic(Sumy State University, 2025) Власенко, Олександр Володимирович; Vlasenko, Oleksandr Volodymyrovych; Matuznyi, V.M.; Гирявенко, Дмитро Романович; Hyriavenko, Dmytro Romanovych; Нефедченко, Василь Федорович; Nefedchenko, Vasyl Fedorovych; Пасько, Ольга Олександрівна; Pasko, Olha Oleksandrivna; Однодворець, Лариса Валентинівна; Odnodvorets, Larysa Valentynivna; Лукавенко, Іван Михайлович; Lukavenko, Ivan MykhailovychУ роботі наведені результати досліджень електрофізичних властивостей нанорозмірних функціональних матеріалів на основі Fe і Ge в умовах фазоутворення. Установлено, що під час термообробки дво- тришарових плівок на основі Fe і Ge загальною товщиною до 100 нм відбувається формування германідів заліза у вигляді фаз FeGe, FeGe2 або Fe2Ge, які термостабільні в широкому інтервалі температур. На основі експериментальних температурних залежностей опору визначена температура фазового переходу із аморфного до кристалічного стану: Та→к = 580-600 К. У процесі термовідпалювання плівкових зразків на основі Fe і Ge з фіксованою товщиною шару Fe спостерігається зростання питомого опору на першому циклі нагрівання в інтервалі температур 300-700 К, що вказує на інтенсивне заліковування дефектів та його різке спадання в інтервалі 700-900 К. Така особливість температурної залежності опору пояснюється нами процесами фазоутворення і підтверджується електронно-мікроскопічними дослідженнями. Величина ТКО складає (3-9)10 – 4 К – 1, що вказує на високу термічну стабільність плівок германідів заліза. Показано, що плівки германідів заліза Fe2Ge, FeGe and FeGe2 є перспективними матеріалами для використання в багатофункціональних сенсорах інженерного та медичного застосування для систем безперервного моніторингу фізичних параметрів.Item Теmperature Coefficient of Resistance of Nanoscale Materials for Flexible Electronic(Sumy State University, 2025) Бурик, Іван Петрович; Buryk, Ivan Petrovych; Толстіков, Дмитро Ігорович; Tolstikov, Dmytro Ihorovych; Однодворець, Лариса Валентинівна; Odnodvorets, Larysa ValentynivnaУ роботі наведені результати експериментальних досліджень температурної залежності опору і температурного коефіцієнту опору нанорозмірних двокомпонентних плівкових сплавів на основі атомів Fe, Pd або Pt, Mo і Ni. Ці матеріали мають низьку чутливість до деформації (коефіцієнт тензочутливості 1,8-2,2 одиниці) в інтервалі деформацій до 10 %, що робить їх перспективними матеріалами для сенсорної та гнучкої електроніки. Установлено, що на властивості плівок впливають процеси структурного упорядкування під дією температури, а також поверхневе і зерномежове розсіювання електронів. Показано, що величина ТКО плівкових матеріалів залежить від фазового складу плівок та при зміні загальної товщини системи від 10 до 80 нм в інтервалі температур 300-850 К становить (2.0-9.5)·10 – 4 К – 1 (фази FePd, FePt, FePd3, FePt3) та (8.0-9.8)·10 – 4 К – 1 (Ni3Mo). Результати вимірювання ТКО підтверджують високу температурну стабільність вищевказаних систем.Item Effect of Electron-Phonon Interaction on the Resistivity of Metal Films as Sensor Electronics Elements(Sumy State University, 2024) Однодворець, Лариса Валентинівна; Odnodvorets, Larysa Valentynivna; Проценко, Іван Юхимович; Protsenko, Ivan Yukhymovych; Шабельник, Юрій Михайлович; Shabelnyk, Yurii Mykhailovych; Мальована, Нiна Володимирiвна; Malovana, Nina Volodymyrivna; Нефедченко, Василь Федорович; Nefedchenko, Vasyl Fedorovych; Рилова, Анастасія Костянтинівна; Rylova, Anastasiia KostiantynivnaСучасні технології електроніки і сенсорної техніки дозволяють отримувати плівкові матеріали нанометрової товщини із унікальними властивостями, які не є типовими для масивного стану. Експериментально встановлено, що перехід від масивного до плівкового матеріалу призводить до змін його фізичних властивостей. Основні причини цього пов’язані: з різною структурою матеріалів; розмірними ефектами, які виникають у результаті обмеження середньої довжини вільного пробігу носіїв електричного струму зовнішніми поверхнями плівки або геометричними розмірами кристалітів; зміною частотних і енергетичних характеристик атомів кристалічної решітки під дією температурного фактору. На основі температурних залежностей питомого опору одношарових металевих плівок благородних металів (Pd, Pt і Ag) проаналізовані особливості високотемпературної електрон-фононної взаємодії. Нами установлено, що кутовий коефiцiєнт лiнiйної дiлянки температурних залежностей питомого опору одношарових плiвок зростає при зменшеннi їх товщини. При зменшенні товщини плівки середня енергія фонона збільшується, що призводить до підвищення ефективності електрон-фононного розсіювання і, як наслідок цього, – зростання питомого опору.Item Deformation and Magnetoresistive Properties of Low Entropy Functional Film Materials Based on Fe and Pd or Pt(Sumy State University, 2023) Однодворець, Лариса Валентинівна; Odnodvorets, Larysa Valentynivna; Шабельник, Юрій Михайлович; Shabelnyk, Yurii Mykhailovych; Шумакова, Наталія Іванівна; Shumakova, Nataliia Ivanivna; Пасько, Ольга Олександрівна; Pasko, Olha Oleksandrivna; Толстіков, Дмитро Ігорович; Tolstikov, Dmytro Ihorovych; Nazarenko, D.S.У статті наведені результати досліджень магніторезистивних властивостей низькоентропійних нанорозмірних плівкових матеріалів на основі Fe та Pd або Pt. Зразки формувалися методом пошарової конденсації з наступною термооброкою, що дозволило отримати системи з атомним упорядкуванням, в яких реалізуються ефекти анізотропного (АМР) і гігантського (ГМО) магнітоопору. Дослідження проводилися в трьох геометріях вимірювання. Товщину окремих шарів плівкових матеріалів підбирали таким чином, щоб відповідно до діаграм стану Fe-Pd та Fe-Pt для масивних зразків в плівкових системах стабілізувались стійкі в широкому інтервалі температур фази FePd або FePt і FePd3 або FePt3, що підтверджено електронографічними дослідженнями. У таких сплавах спостерігалися аномально малі (від 1,9 до 2,2 одиниць) значення коефіцієнта тензочутливості при деформації до 2 % та ознаки ГМО з малою амплітудою від 0,1 до 0,4 %. Установлено, що плівкові сплави на основі Fe і Pd або Pt можуть бути використані як чутливі елементи гнучких датчиків магнітного поля з широким робочим діапазоном температур.Item Concentration Dependence of Thermodynamic and Dynamic Parameters of High-Entropy Alloys(Sumy State University, 2022) Проценко, Іван Юхимович; Проценко, Иван Ефимович; Protsenko, Ivan Yukhymovych; Однодворець, Лариса Валентинівна; Однодворец, Лариса Валентиновна; Odnodvorets, Larysa Valentynivna; Шумакова, Наталія Іванівна; Шумакова, Наталия Ивановна; Shumakova, Nataliia Ivanivna; Клочок, Владислав Сергійович; Клочок, Владислав Сергеевич; Klochok, Vladyslav Serhiiovych; Шабельник, Юрій Михайлович; Шабельник, Юрий Михайлович; Shabelnyk, Yurii Mykhailovych; Хижня, Ярослава Володимирівна; Хижня, Ярослава Владимировна; Khyzhnia, Yaroslava VolodymyrivnaУ рамках концепції адитивності фізичних величин високоентропійних сплавів проаналізовані концентраційні залежності температури плавлення ss.. Ts , температури Дебая ss.. ΘD і параметра решітки as.s. для масивних високоентропійних сплавів на основі Fe, Ni, Co, Cu та Al. Розглянуті 4-и та 5-ти компонентні сплави у вигляді твердих розчинів однофазного складу. Установлено, що ss.. Ts може змінюватися у межах 150 К, тобто ss.. Ts не дуже чутлива до зміні концентрації окремих атомів. Ще у меншій мірі чутлива до концентрації ss.. ΘD , оскільки максимальна величина ss. . ∆ΘD ≅80 К. Зміна параметрів решітки відбувається відповідно до правила Вегарда.Item Concentration Effects in the Electronic Properties of High-entropy Film Alloys(Sumy State University, 2022) Проценко, Іван Юхимович; Проценко, Иван Ефимович; Protsenko, Ivan Yukhymovych; Однодворець, Лариса Валентинівна; Однодворец, Лариса Валентиновна; Odnodvorets, Larysa Valentynivna; Васюхно, Микола Віталійович; Васюхно, Николай Витальевич; Vasiukhno, Mykola Vitaliiovych; Клочок, Владислав Сергійович; Клочок, Владислав Сергеевич; Klochok, Vladyslav Serhiiovych; Рилова, Анастасія Костянтинівна; Рылова, Анастасия Константиновна; Rylova, Anastasiia Kostiantynivna; Шумакова, Наталія Іванівна; Шумакова, Наталия Ивановна; Shumakova, Nataliia IvanivnaПредставлені розрахункові результати стосовно концентраційної залежності параметрів електроперенесення питомого опору, середньої довжини вільного пробігу та енергії Фермі для високоентропійних сплавів ВЕС (число компонент від 4 до 6) у вигляді плівкових чи масивних сплавів. Розрахунки велись у припущенні адитивності цих параметрів: ρ = Σᶰᵢ₌1cᵢρᵢ , λ¯¹ = Σᶰᵢ₌1cᵢλᵢ¯¹ та ƐF = Σᶰᵢ₌1cᵢƐFᵢ ( ρ – питомий опір, λ – середня довжина вільного пробігу електронів, ƐF – енергія Фермі), що у випадку питомого опору підтверджується експериментально. На основі отриманих результатів і аналізу форми поверхні Фермі для ВЕС зроблений якісний висновок стосовно того, що вивчені у роботі ВЕС не слід відносити до класу нових речовин, оскільки вони є одним із різновидів металевих твердих розчинів із електронними параметрами, близькими за величиною до металів.Item Electrical and Temperature Characteristics of Transistors with a Channel in the Form of a Carbon Nanotube(Sumy State University, 2022) Buryk, І.P.; Martynenko, І.M.; Однодворець, Лариса Валентинівна; Однодворец, Лариса Валентиновна; Odnodvorets, Larysa Valentynivna; Хижня, Ярослава Володимирівна; Хижня, Ярослава Владимировна; Khyzhnia, Yaroslava Volodymyrivna; Шумакова, Наталія Іванівна; Шумакова, Наталия Ивановна; Shumakova, Nataliia Ivanivna; Buryk, M.P.Вуглецеві нанотрубки (CNTs) – перспективні матеріали для формування каналів польових транзисторів (FETs) завдяки їх відмінним електричним, термічним та механічним властивостям. Висока продуктивність, низьке енергоспоживання, мінімізація впливу короткоканальних ефектів обумовлюють значний практичний інтерес насамперед до коаксіальних CNTFETs. У роботі наведені результати числового моделювання коаксіальних структур CNTFETs із затворами типу Gate-allaround (GAA), які були змодельовані з використанням інструментів Silvaco TCAD для дослідження їх електричних параметрів. У рамках дрейф-дифузійної моделі транспорту із врахуванням квантового потенціалу Бома продемонстровано відмінні характеристики для тривимірних моделей, зокрема, отримано допустимі значення порогової напруги, допорогового розсіювання, струму "включення", струму витоку та коефіцієнта підсилення. Досліджено вплив температури на вказані електричні параметри при малих напругах зміщення, отримано типовий характер температурних залежностей для напівпровідникових приладів. Установлено, що величини порогової напруги і допорогового розсіювання зменшуються та збільшуються, відповідно, із зростанням температури від 250 до 500 К. Поряд з цим фіксується незначне спадання струму ввімкнення на 1,6 % у заданому інтервалі температур при напрузі джерела VDD = –1,0 В. Термічна стійкість транзисторних напівпровідникових структур була оцінена на основі визначених температурних коефіцієнтів βVt, βSS, βIon та off βI , які при напрузі VDS = 0,10 В мали значення 3,2∙10 – 4 К – 1, 3,2∙10 – 3 К – 1, – 6,2∙10 – 5 К – 1 та 1,0∙10 – 4 К – 1.Item Numerical Simulation of Field-effect Transistor with a Channel in the Form of a Nanowire(Sumy State University, 2021) Buryk, I.P.; Holovnia, A.O.; Martynenko, I.M.; Ткач, Олена Петрівна; Ткач, Елена Петровна; Tkach, Olena Petrivna; Однодворець, Лариса Валентинівна; Однодворец, Лариса Валентиновна; Odnodvorets, Larysa ValentynivnaРобота базового функціонального елемента інтегральної схеми – польового транзистора заснована на дрейфі електронів та дірок у каналі. Із застосуванням розтягування-здавлювання кристалічної решітки кремнію Si, шляхом впровадження домішкових атомів, дещо зростає рухливість носіїв. Разом з цим значний інтерес до нанодротів на основі твердого розчину Si(Ge) як елементів для формування високоефективних каналів польових транзисторів обумовлює необхідність досліджень їх структурних, електричних та температурних характеристик. У роботі наведені результати числового моделювання коаксіальних Si-канальних транзисторних FET’s структур із затвором Gate-all-around (GAA). Структура транзистора n-типу GAA NW FET та його вольт-амперні характеристики були побудовані з використанням інструментів Silvaco TCAD. У рамках дифузійно-дрейфової моделі транспорту носіїв із врахуванням квантового потенціалу Бома отримані ефективні робочі параметри: допустимі значення порогової напруги, сили струму витоку та коефіцієнта Ion/Ioff. та їх залежності від температури. Отримано, що величини порогової напруги Vt та допорогового розкиду SS залишаються майже без змін із зростанням температури в інтервалі від 280 до 400 К, що насамперед пов’язано з додатковим впливом квантових ефектів для заданих товщини каналу та концентрацій домішок. Поряд з цим фіксується типове спадання сили струму ввімкнення на 45.5 % та струму витоку на 46.4 % в заданому інтервалі температур. Для оцінки термічної стабільності досліджуваних транзисторних систем розраховані температурні коефіцієнти βVt, βSS, βIon and βIoff. Їх величини становили відповідно 8.63.10– 5; – 0.53.10– 5; – 3.87.10– 3 and – 3.80.10– 3 K– 1. Результати чисельного моделювання показали добре узгодження з експериментальними даними.Item Simulation of Parameters of Coaxial Solar Cells Based on Si and InP Nanowires(Sumy State University, 2021) Бурик, І.П.; Однодворець, Лариса Валентинівна; Однодворец, Лариса Валентиновна; Odnodvorets, Larysa Valentynivna; Хижня, Ярослава Володимирівна; Хижня, Ярослава Владимировна; Khyzhnia, Yaroslava VolodymyrivnaПерспективним напрямом подальшого розвитку фотовольтаїки вважається застосування фотоелектричних перетворювачів сонячної енергії з нанодротовими елементами. Поряд з цим значний інтерес до властивостей нанодротів Si, InP, GaAs та InGaN як елементів високоефективних фотоперетворювачів сформував новий напрям нанодротової фотовольтаїки. Найбільш актуальними є дослідження структурних, оптичних, електричних, температурних та інших характеристик напівпровідникових нанодротів. У роботі представлено результати числового моделювання коаксіальних p-i-n структур сонячних елементів на основі нанодротів Si та InP. Геометрія 3D структур, світлові та темнові вольт-амперні харакетристики були спроектовані з використанням інструментів Silvaco TCAD. В рамках дрейф-дифузійної моделі транспорту із статистикою Фермі-Дірака отримано допустимі значення електричних параметрів: напруги холостого ходу UOC, густини струму короткого замикання JSC, максимальної потужності Pm, фактора заповнення FF, фотоелектричної ефективності η та інших. Досліджено температурну залежність вольт-амперних характеристик та електричних параметрів. В інтервалі температур від 300 до 400 К визначено температурні коефіцієнти напруги холостого ходу, густини струму короткого замикання, фактора заповнення та ефективності для коаксіальних нандротових сонячних елементів на основі Si та InP. Зроблено висновок про високу термічну стійкість електричних параметрів для фотоелектричного перетворювача на основі InP, що характерно для прямозонних напівпровідників. Отримані результати чисельного моделювання мають добре узгодження з експериментальними даними та можуть бути застосовані для прогнозування властивостей нанодротових сонячних елементів.Item Numerical Simulation of Field-effect Transistor GAA SiNWFET Parameters Based on Nanowires(Sumy State University, 2020) Buryk, І.P.; Ivashchenko, M.M.; Holovnia, A.O.; Однодворець, Лариса Валентинівна; Однодворец, Лариса Валентиновна; Odnodvorets, Larysa ValentynivnaПерспективним напрямом подальшого зростання рівня масштабування MOSFET транзисторів вважається застосування нанодротів Si, GaAs і ZnO та вуглецевих нанотрубок як каналів між витоком та стоком. У даній роботі представлені результати числового проектування 3D-транзисторів з п'ятьма n-каналами Sі (SiNWFET), виготовленими за технологією SOI (Silicon-on-Insulator) із затвором Gateall-around (GAA). Структури 5-канальних GAA SiNWFET транзисторів моделюються за допомогою інструментів Silvaco TCAD. Проведено моделювання електричних характеристик, отримано допустимі значення порогової напруги, допорогового розкиду, зниження бар'єру, спричинене стоком, DIBL, сили струму витоку Ioff та коефіцієнта Ion/Ioff. Досліджено вплив температури на статичні передавальні характеристики польового транзистора, отримано типовий для MOSFET транзисторів характер залежностей: перетинання робочих характеристик для різних температур при постійній стоковій напрузі, що обумовлено зменшенням величини сили струму "switch-on" та порогової напруги внаслідок відповідного зменшення рухливості носіїв заряду та перерозподілу носіїв по енергіям, зміщенням енергії Фермі до середини забороненої зони та утворенням області збіднення біля поверхні напівпровідника при менших напруженостях електричного поля. При фіксованій напрузі на стоці 1.2 В зростання температури в інтервалі від 280 до 400 К призводить до зменшення порогової напруги Vt на 22,5 %, збільшення допорогового розкиду на 43.1 %, спадання сили струму "switch-on" на 10.7 % та зниження бар'єру, спричинене стоком, DIBL на 12.6 %.