Аннотация: Проведено исследование деградации метало -оксидных полупроводниковых МОП структур с нитрированием подзатворного оксида при воздействии горячих электронов и ионизирующего излучения. Были исследованы два фактора, вызывающие деградацию МОП структур и на которые, имеет разное влияние нитрирование. Получены результаты воздействия ионизирующего облучения на МОП структуры с термическим нитрированием при различной температуре и длительности нитрирования и без нитрирования. Показано что температура и длительность операции нитрирования уменьшают величину изменения напряжения. Наблюдающиеся изменения напряжения могут быть следствием увеличения воздействия ловушек электронов, или уменьшения воздействия ловушек дырок. Деградация характеристик приборов под воздействием радиоактивного облучения и горячих электронов существенно зависят от температуры и длительности термического нитрирования. Опасность радиоактивного облучения постоянно уменьшается при увеличении степени нитрирования, а опасность деградации под действием горячих электронов при увеличении степени нитрирования уменьшается, но с дальнейшим увеличением степени нитрирования также увеличивается.

Ключевые слова: полупроводниковый прибор, технология СБИС, МОП, нитрирование, диоксид кремния, термообработка, деградация, горячие электроны, радиационная стойкость, оксид кремния

Abstract: The study of the degradation of metal-oxide semiconductor MOS structures with nitration of the gate oxide under the influence of hot electrons and ionizing radiation was carried out. Two factors were investigated that cause the degradation of MOS structures and on which nitration has a different effect. The results of ionizing irradiation on MOS structures with thermal nitration at different temperatures and duration of nitration and without nitration were obtained. It is shown that the temperature and duration of the nitration operation reduce the magnitude of the voltage change. The observed voltage changes may be due to an increase in the effect of electron traps, or a decrease in the effect of hole traps. The degradation of the characteristics of the devices under the influence of radioactive radiation and hot electrons substantially depend on the temperature and duration of thermal nitration. The risk of radiation exposure is constantly decreasing with increasing degree of nitration, and the risk of degradation under the action of hot electrons decreases with increasing degree of nitration, but with a further increase in the degree of nitration also increases.

Keywords: degradation, heat treatment, silicon dioxide, nitriding, MOS, VLSI technology, semiconductor device, hot electrons, radiation hardness, silicon oxide

Аннотация: В связи с малым потреблением мощности КМОП структуры являются предпочтительными для создания больших и сверхбольших интегральных схем. Однако надежность схем в значительной степени ограничивается возникающим в КМОП структурах явлением защелки. Электрическая характеристика явления защелки в КМОП интегральных схема характерна наличием ряда аномальных явлений. Эти эффекты искажают и делают неоднозначными результаты измерения электрической чувствительности схем к защелке. Развитие микроэлектроники неуклонно стремится к уменьшению размеров элементов интегральных схем, в частности транзисторов. Уменьшение размеров интегральных схем, приводит к усилению короткоканальных эффектов в МОП- транзисторах. При уменьшении размеров интегральных элементов рассматриваются различные варианты масштабирования приборов со структурой металл-оксид-полупроводник. В качестве методов предотвращения защелкивания предлагаются использование диодов с барьером Шоттки или специальных поликремниевых диодов вместо омических контактов подложки и кармана; применение сильнолегированной подложки с изоляцией глубокими канавками. Механизмы, вызывающие появления защелкивания, не зависит от типа проводимости полупроводниковой области кармана.

Ключевые слова: транзистор, защелкивание, МОП, масштабирование, СБИС, короткоканальные эффекты, полупроводник, наноэлектроника, отказ, моделирование

Abstract: Due to the low power consumption, CMOS structures are preferred for creating large and ultra-large integrated circuits. However, the reliability of the circuits is largely limited by the latch phenomenon that occurs in CMOS structures. The electrical characteristic of the latch up phenomenon in a CMOS integrated circuit is characterized by the presence of a number of anomalous phenomena. These effects distort and make ambiguous the results of measuring the electrical sensitivity of the circuits to the latch. The development of microelectronics is constantly striving to reduce the size of the elements of integrated circuits, in particular transistors. Reducing the size of integrated circuits leads to the amplification of short-channel effects in MOS transistors. When reducing the size of integral elements, various options for scaling devices with a metal-oxide-semiconductor structure are considered. The mechanisms that cause the appearance of the snap-in do not depend on the conductivity type of the semiconductor region of the pocket.

Keywords: semiconductor, short channel effects, VLSI, scaling, MOS, latch up, transistor, nanoelectronic, failure, modeling

Аннотация: Наибольшие успехи ионной имплантации были достигнуты в области планарной технологии полупроводниковых приборов и интегральных схем. Большое развитие получили технологии создания приборов с элементами наночастиц, в том числе, активной областью которых являются металлические наночастицы в диэлектрической матрице. Целью работы является моделирование процесса ионной имплантации структуры, состоящей из наночастиц золота в матрице диоксида кремния и расчеты распределения легирующих ионов, каскадов смещенных ионов матрицы и наночастицы, а также распределения ионов, отраженных от наночастицы. Условия имплантации изменяются в зависимости от положения проекции точки на поверхности структуры на горизонтальный радиус наночастицы от центра до периферии. Составлена физическая модель процесса ионной имплантации наночастицы золота, находящейся в матрице диоксида кремния. Проведено моделирование процесса ионного легирования структуры ионами бора и мышьяка для различных сечений и получены графики распределения легирующих ионов, атомов отдачи, отраженных и распыленных ионов в зависимости от координаты от центра наночастицы.

Ключевые слова: ионная имплантация, интегральная схема, технология полупроводников, моделирование, диоксид кремния, наночастица, монокристаллический кремний, профиль распределения, энергия ионов, отраженные ионы

Abstract: The greatest success of ion implantation has been achieved in the field of planar technology of semiconductor devices and integrated circuits. The development of devices with elements of nanoparticles, including the active region of which are metal nanoparticles in a dielectric matrix, has been greatly developed. The aim of the work is to simulate the process of ion implantation of a structure consisting of gold nanoparticles in a silicon dioxide matrix and calculations of the distribution of doping ions, cascades of displaced matrix ions and nanoparticles, as well as the distribution of ions reflected from the nanoparticles. The implantation conditions vary depending on the position of the projection of a point on the surface of the structure on the horizontal radius of the nanoparticle from the center to the periphery. A physical model of the process of ion implantation of gold nanoparticles located in a silicon dioxide matrix has been compiled. The process of ionic doping of the structure with boron and arsenic ions was simulated for different cross sections, and graphs of the distribution of doping ions, recoil atoms, reflected and sputtered ions were obtained depending on the coordinate from the center of the nanoparticle.

Keywords: monocrystalline silicon, nanoparticle, silicon dioxide, modeling, semiconductor technology, integrated circuit, ion implantation, distribution profile, ion energy, reflected ions

Аннотация: Полупроводниковые гетероструктуры лежат в основе конструкций современных транзисторов, приборов квантовой электроники, СВЧ-техники, электронной техники для систем связи, телекоммуникаций, вычислительных систем и светотехники. В работе описаны процессы формирования радиационно-стойких гетероструктур с требуемым набором структурных и электрофизических параметров с учетом влияния воздействий ионизирующих излучений, позволяющих расширить область их применения и повысить надежность радиоэлектронной аппаратуры. Проведено исследование влияния облучения на параметры гетеро- и полупроводниковых структур, изготовленных по различным конструктивно-технологическим вариантам. Исследования проводились в том числе с использованием метода напряжения плоских зон и определения времени релаксации. Показано, что с увеличением дозы ионизирующих частиц плотность заряда в диэлектрике растет, достигает насыщения при дозе 108- 109 рад, а величина встроенного заряда и механические напряжения в многослойных диэлектрических системах снижаются за счет образования промежуточного заряда на границе раздела диэлектриков и наличием потенциального барьера между ними.

Ключевые слова: кремний на изоляторе, гетероструктура, ионизирующее излучение, оксид кремния, нитрид кремния, тонкие пленки, полупроводник, радиационная стойкость, заряд, граница раздела

Abstract: The processes of formation of radiation-resistant heterostructures with required set of structural and electrophysical parameters, taking into account the influence of ionizing radiation effects, allowing to expand the field of their application and improve the reliability of electronic equipment are described. The influence of irradiation on the parameters of hetero- and semiconductor structures made according to various design-technological variants is studied. It is shown that the charge density in the dielectric increases with increasing dose of ionizing particles, reaches saturation at a dose of 108- 109 rad, and the value of the built-in charge and mechanical stresses in multilayer dielectric systems decrease due to the formation of an intermediate charge at the dielectric interface and the presence of a potential barrier between them. By adjusting the rate of introduction and characteristics of radiation centers during irradiation type, method of growing and the level of doping material, and the integrated flux density of the irradiation, the sample temperature during irradiation may purposefully alter the electrical properties of heterostructures and electrical parameters of devices and integrated circuits. Developed methods, for radiation resistant heterostructures forming, reduces charge formation at silicon-oxide interface. SOI technology on optimized structure, shows good results, even at high radiation doses. The resistance to the total dose of radiation rises by three orders of magnitude.

Keywords: semiconductor, thin films, silicon nitride, silicon oxide, ionizing radiation, heterostructure, silicon on insulator, radianion hardness, charge, interface

Аннотация: Принимая во внимание тот факт, что проблемам защиты потребителей 17 апреля 2017 года было посвящено заседание президиума Государственного совета (по вопросу «О национальной системе защиты прав потребителей»), и статья соавторов, опубликованная в № 1 за 2016 год, активно цитируется и дискутируется в научном сообществе, редакционный совет принял решение опубликовать первоначальную работу автора, т.к. именно в ней было найдено решение, которое может составить техническую основу национальной системы. В статье расширена библиография, что позволяет убедиться в успешной адаптации метода экспресс-контроля жидких фасованных продуктов без вскрытия тары. В статье описан экспресс-метод весовой электрометрии и компаративного анализа с «образами эталонов», для идентификации качества и выявления контрафактной продукции. Объектом исследования явились эталоны моторного масла Castrol Magnatec и образцы контрафактной продукции, на предмет регистрации их электрических и механических характеристик, а также параметры и конструкции тары, в которую они расфасованы. Результаты исследования показали, что предлагаемый метод и средства его реализации могут осуществить абсолютную защиту потребителя от некачественной и поддельной жидкой фасованной продукции.

Ключевые слова: динамическая вязкость, кинематическая вязкость, плотность, качество продукции, сравнительный анализ, электрометрия материалов, экспресс-метод, диэлектрическая проницаемость, измеритель иммитанса, емкостный датчик

Abstract: The article is devoted to a hot topic – the development of the method of express control of the liquid packed-up products without opening the container. Today, up to 30% of all engine oil sold in Russia is counterfeit, as well as 40% of cooling and 50% of brake fluids. Thus, the relevance of the development of methods of express control and the systems of identification of the liquid packed-up products is doubtless. Therefore, it is necessary to synthesize the necessary methods and means to offer to producers and trade organizations for use. The author used an express method of weight electrometriс measurements and a comparative analysis with "images of standards" for identification of quality and identification of counterfeit production. The object of the research is the standards of the Castrol Magnatec engine oil and samples of counterfeit production regarding registration of their electric and mechanical characteristics and also parameters and designs of the container in which they are packaged. The results of the research have shown that the offered method and means of its implementation can provide absolute protection of the consumer from the low-quality and counterfeit liquid packed-up production.

Keywords: dielectric permeability, express method, electromety of materials, comparative analysis, quality of production, density, kinematic viscosity, dynamic viscosity, immitance measuring instrument, capacitor sensor

Аннотация: В статье изложен метод унификации диагностики и контроля жидкостей, путем определения динамической и кинематической вязкости, которые являются основными характеристиками легко воспламеняемых и горючих жидкостей (ЛВЖ и ГЖ). Предложена "поплавковая конструкция" тигля термо-электро-дилатометра на термоакустическом шток-волноводе, который, благодаря разработанным физико-математическим моделям, "превращается" в вискозиметр. Существенным при этом является тот факт, что и кинематическая вязкость, и динамическая вязкость ЛВЖ и ГЖ определяется как в диапазоне отрицательных температур, так и положительных, вплоть до температуры самовоспламенения. Предлагаемая методология может найти применение в новой редакции ГОСТ 12.1.044 "Пожаровзрывоопасность веществ и материалов". Новизна исследования заключается в том, что для тигля термо-электродилатометра в БЭТА-анализаторе разработана функция вискозиметра, с помощью которой определяется кинематическая и динамическая вязкости ЛВЖ и ГЖ и в диапазоне отрицательных температур, и в диапазоне положительных температур, вплоть до температур их самовоспламенения.

Ключевые слова: термоаналитический метод, кинематическая вязкость, динамическая вязкость, легко воспламеняемая жидкость, горючая жидкость, тигель, термо-электро-дилатометр, термоакустический шток-волновод, БЭТА-анализатор, вискозиметр

Abstract: The paper provides the method of diagnostics and liquid control unification by determining the dynamic and kinematic viscosity which are the main characteristics of easily flammable and combustible liquids (EFL and CL). "The float-operated design" of a crucible thermo-electro-dilatometer on thermoacoustic rod wave guide is offered, that can be used as a viscometer by applying the developed physical and mathematical models. The essential factor is that both kinematic and dynamic viscosity of EFL and CL are defined in the range of negative and positive temperatures, up to the spontaneous ignition temperature. The offered methodology can find application in the new edition of GOST 12.1.044 "Fire-and-explosion hazard of substances and materials". The novelty of the research is that the function of the viscometer is developed for a thermo-electrodilatometer crucible in the BETA-analyzer, that allows measuring both kinematic and dynamic viscosity of EFL and CL in the range of negative and positive temperatures, up to temperatures of their spontaneous ignition.

Keywords: thermo - the electro-dilatometer, crucible, combustible liquid, easily flammable liquid, dynamic viscosity, kinematic viscosity, thermoanalytical method, thermoacoustic rod a wave guide, BETA-analyzer, viscometer

Аннотация: Алюминий и его сплавы являются основными материалами металлизации. С повышением степени интеграции роль межсоединений возрастает: они занимают все большую площадь кристалла, увеличивается плотность упаковки, что приводит к уменьшению толщины и ширины токопроводящих дорожек. Достаточное для для развития эффектов электромиграции значение плотности тока в наноразмерных стуктурах возникает при токах 50- 100 мА. В работе исследовались факторы влияющие на механизм разрушения металлизации интегральных схем из-за электромиграции. Были проведены исследования линий металлизации на разных стадиях разрушения их электромиграцией с помощью растрового сканирующего и с помощью просвечивающего электронных микроскопов. В целом, основной проблемой, связанной с высокотемпературным нанесением алюминиевой металлизации, является большой размер зерна и шероховатость поверхности, что затрудняет проведение совмещения по такому металлическому слою. Результаты экспериментов дают основание заключить, что геометрические факторы играют доминирующую роль в механизме разрушения металлизации интегральных схем из-за электромиграции.

Ключевые слова: металлизация, интегральная схема, электромиграция, полупроводник, контакт, надежность, алюминий, кремний, осаждение, токовый шум

Abstract: Aluminum and its alloys are the main metallization materials. With an increase in degree of integration the role of interconnections rises: they occupy a growing area of the crystal, the density of the package increases, which leads to a decrease in the thickness and width of the conductive tracks. In nanodimensional structures the value of the current density sufficient for the development of electromigration effects occurs at currents of 50-100 mA. The article explores the factors affecting the mechanism of destruction of the integrated circuits' metallization due to electromigration. The author studies metallization lines at different stages of their destruction by electromigration with the help of raster scanning and transmission electron microscopes. In general, the main problem associated with high-temperature application of aluminum metallization is the large grain size and surface roughness, which makes alignment on such a metal layer difficult. The results of the experiments lead to the conclusion that geometric factors play a dominant role in the mechanism of destruction of metallization of integrated circuits due to electromigration.

Keywords: metallization, integrated circuit, electromigration, semiconductor, contact, reliability, aluminum, silicon, deposition, current noise

Аннотация: Алюминий и его сплавы является основным материалом металлизации интегральных схем и с переходом к сверхбольшим интегральным схемам ужесточаются требования, предъявляемые к параметрам металлизации, определяющим ее надежность, таким, как контактное сопротивление, качество покрытия ступеньки, число и размеры пустот, обусловленных напряжениями, и устойчивость к электромиграции. Плохое качество металлизации - один из опаснейших дефектов в полупроводниковой технологии интегральных схем. Электромиграция может привести к отказу при пропускании через металлизацию тока высокой плотности. Были проведены эксперименты для проверки материалов, связанных с оценкой интенсивности изменения сопротивления металлизации из-за электромиграции. Результаты экспериментов дают основание заключить, что геометрические факторы играют доминирующую роль в механизме разрушения металлизации интегральных схем из-за электромиграции. С учетом результатов проведенных исследований для успешного применения алюминиевой металлизации в технологии сверхбольших интегральных схем даны определенные рекомендации, в том числе по переходу с технологии напыления на осаждение из паровой фазы.

Ключевые слова: металлизация, микросхема, алюминий, электромиграция, технология, электроника, полупроводник, контакт, кремний, надежность

Abstract: Aluminium with its alloys is the basic material of integrated circuits metallization. Use of VLSIC toughens the requirements to the parameters of metallization, which determine its reliability, such as surface resistance, step coating quality, number and sizes of tension-caused voids, and electromigration tolerance. Poor quality of metallization is one of the most dangerous defects in semiconductor technology of integrated circuits. Electromigration can cause failure when passing high-density current through metallization. The materials have been tested in order to estimate the intensity of metal resistance variation caused by electromigration. Based on the results of these tests, the authors conclude that geometrical factors play a dominant role in the mechanism of erosion of integrated circuits metallization caused by electromigration. With regard to the tests, the authors formulate recommendations about the transition from the sputtering technique to evaporation deposition. 

Keywords: semiconductor, electronics, technology, electromigration, aluminum, circuit, metallization, connection, silicon, reliability

Аннотация: Предметом исследования явилась адаптация SPICE- подобных программ симуляции электрических цепей и тепловых процессов одновременно на примере термоэлементов Пельтье . Несмотря на кажущуюся простоту такого физического объекта, практика показывает, что управление этим устройством требует реализации сложного алгоритма, т .к. ток термоэлектрического модуля, являясь единственным непосредственно управляемым параметром, задает сложную функцию воздействия на работу всего устройства, что проявляется при совместном решении инженерных задач повышения качества термостабилизации и энергоэффективности. В последнее время разработка электронных устройств всё чаще производится при помощи программ компьютерной симуляции, но, распространения этого программного инструментария на инженерные объекты сложной физической природы, до настоящего времени не произошло. В данной работе предпринята попытка объединения методов электронной симуляции с рассмотрением объектов не электрической природы, т. е. предложена компьютерная модель термоэлектрического преобразователя, основанного на эффекте Пельтье. Тепловая часть симуляционной модели строится на использовании принципа электростатической аналогии с конверсией тепловых величин в электрические. При этом тепловая часть устройства разбивается на элементы подобные электрическим - с построением тепловых цепей. Представленные SPICE-модели термоэлектрического кулера и термостата позволяют эффективно проводить динамический анализ тепловых и электрических параметров большого спектра устройств, содержащих, как внутренние, так и пограничные источники тепла и холода, в том числе – тепловые насосы, использующие различные физические принципы. Получено хорошее совпадение симуляционных результатов с экспериментальными данными, что позволяет использовать разработанную модель для обратной задачи – анализа электрического генератора, основанного на эффекте Зеебека.

Ключевые слова: термоэлектрический преобразователь, термоэлектрический модуль, компьютерное моделирование, элемент Пельтье, SPICE-симулятор, уравнение теплопроводности, система терморегулирования, тепловой насос, кулер, симуляция тепловых процессов

Abstract: The research subject is adaptation of SPICE-like programs of simulation of electric circuits and thermal processes simultaneously using the example of Peltier thermos-elements. Despite apparent simplicity of such physical object, practice shows that to operate such device one should realize a complex algorithm, since the current of a TE module, which is the only directly managed parameter, determines a complex function of impact on the work of the device. It can be seen when trying to solve the tasks of improvement of thermal stabilization and energy efficiency simultaneously. Recently electronic devices have been developed via computer simulation programs, but such software tools haven’t been used for engineering objects of complex physical nature so far. The author of this work attempts to unite the electronic simulation methods with the consideration of objects of nonelectric nature, i.e. the author offers a computer model of a thermoelectric converter based on the Peltier effect. A thermal part of a simulation model is based on the electrostatic analogy principle with the conversion of thermal values into electric ones. The thermal part of a device is divided into electric-like elements with formation of thermal circuits. The presents SPICE models of a thermoelectric cooler and a thermostat help effectively analyze thermal and electric parameters of a wide range of devices, which contain both internal and boundary sources of heat and cold, including heat pumps based on different physical principles. The author arrives at appropriate coincidence of simulation results and experimental data. It allows using the developed model for solving an inverse problem – analysis of an electric generator based on the Seebeck effect. 

Keywords: temperature control system, heat conduction equation, SPICE simulator, Peltier element, computer simulation, thermoelectric cooling module, thermoelectric converter, heat pump, cooler, heat process simulation

Аннотация: Структуры кремний на сапфире являются основой для производства радиационно-стойких интегральных схем, что в первую очередь важно для космической промышленности, атомной энергетики и военного применения. В работе проведено исследование механизма гетероэпитаксии кремния на сапфире, для последующего создания транзисторных структур с низкой дефектностью. Методом резерфордовского обратного рассеяния изучены эпитаксиальные слои кремния выращенные на сапфировой подложке. При помощи Оже анализа определен состав и глубина переходного слоя кремний-сапфир. Определено, что связь между кремнием и сапфиром осуществляется через тетраэдрически координированный кислород. В эпитаксиальных слоях наблюдается увеличение дефектности в тех областях спектра, которые соответствуют промежуточной области между слоем кремния и сапфировой подложкой, и дают максимальный вклад в каналирование ионов. Учет неупорядоченного характера строения перехода кремний-сапфир позволяет установить причинную связь между зарядом на границе в структуре кремний на сапфире и током утечки полевого транзистора. Разработан способ создания полупроводникового прибора с улучшенными параметрами как по токам утечки так и по плотности структурных дефектов.

Ключевые слова: кремний на сапфире, подложка, ток утечки, кристаллическая решетка, плотность дефектов, механические напряжения, ионное внедрение, гетероэпитаксия, Оже анализ, обратное рассеяние

Abstract: Silicon-on-sapphire structures serve as a base for the production of radiation-resistant integration circuits, which are very important for space industry, nuclear energetics, and the military sphere. The authors study the silicon-on-sapphire hetero-epitaxial mechanism for the subsequent creation of low-defectiveness transistor structures. Using the Rutherford backscattering, the authors study epitaxial layers of silicon, grown on sapphire substrate. Using the Auger analysis, the authors define the composition and the depth of the transitional layer of silicon-sapphire. The authors ascertain that silicon-to-sapphire bond is performed through tetrahedral sited oxygen. Defectiveness growth can be observed in the regions of spectrum of epitaxial layers, corresponding to the transitional region between the silicon layer and the sapphire substrate, and contributing to ion channeling. Account of an irregular character of the silicon-sapphire transition allows establishing causal link between the charge on the silicon-on-sapphire structure border and leakage current of field emission transistor. The authors develop the method of creation of a semiconductor device with improved parameters both in leakage currents and in structure defects density. 

Keywords: heteroepitaxy, ion implantation, mechanical tension, defect density, crystalline lattice, leakage current, substrate, silicon-on-sapphire, Auger analysis, Rutherford backscattering

Аннотация: С 2010 года Правительство РФ организовало конкурс по финансированию научно-исследовательских работ под руководством «ведущих зарубежных ученых», целью которых, помимо достижения результатов исследований мирового уровня, являлось создание «лабораторий мирового уровня» при ВУЗах. Уже в 2010 году реализация «Постановления 220» практически захлебнулась, т.к. на конкурс пришло 512 проектов, а «денег хватило» только на 40 победителей. При этом в Москве оказалось 15 «победителей», в Санкт-Петербурге – 6, в Н.Новгороде-4, в Новосибирске и Томске – по 3. В 2011 году «история повторилась»: на конкурс пришло 517 проектов, а денег хватило на 39, среди которых в Москве «победили» 14 проектов, в Санкт-Петербурге – 5, в Н.Новгороде и в Новосибирске – по 3, и в Томске – 1. В 2012 году на конкурс пришло почти в полтора раза больше проектов – 719, а финансирования хватило на 42 победителя, среди которых опять Москва (15), Питер (5), Н.Новгород и Томск по 2, и 6 Институтов СО РАН. Вполне естественно возникает вопросы: Куда делись около 1500 проектов, которые не были поддержаны? Неужели они действительно были «не достойны» государственного финансирования? В настоящей статье описывается проект конкурса 2012 года № 2012-220-03-247, в котором под руководством д.ф.-м.н. Завjротнева Ю.Д. из Донецкого физико-технического института НАН Украины, предлагалось создать баро-электро-термо-акустический (БЭТА) анализатор, не имеющей мировых аналогов, и превосходящий по своим функциональным возможностям все существующие сегодня установки синхронного термического анализа (СТА), а также межведомственную лабораторию на базе Донского государственного технического университета.

Ключевые слова: фазовые переходы, старение материалов, жидкие среды, акустическая эмиссия, синхронный термический анализ, электрометрия материалов, вектор-функция жизненного цикла, критерии подобия, баро-электро-термо-акустический анализ, магнитные свойства веществ

Abstract: Since 2010 the Government of the Russian Federation has organized competitions for financial support of scientific research projects, realized under the guidance of the leading foreign scholars for the purpose of achieving the high level research results and creating the “world level laboratories” in universities. But as early as in 2010 the implementation of the “Decree 220” practically broke down due to the large number of applicants (512 projects), while the money was enough only for 40 winners. At that, there were 15 “winners” in Moscow, 6 in St. Petersburg, 4 in Nizhny Novgorod, 3 and 3 in Novosibirsk and Tomsk. In 2011 the “history repeated itself”: 517 applications were registered for the competition, and money was enough only for 39, among them 14 “winners” were in Moscow, 5 in St. Petersburg, 3 and 3 in Nizhny Novgorod and Novosibirsk, 1 in Tomsk. In 2012 half as much projects came for the competition – 719, and only 42 winners got support: among them 15 from Moscow, 5 from St. Petersburg, 2 and 2 from Novgorod and Tomsk and 6 from the Siberian branch of the Russian Academy of Sciences. Here the obvious questions arise: Where did the 1500 unsupported projects go? Were they really “undeserving” the government financial support? This article describes the application project of 2012 No 2012-220-03-247 under the guidance of Doctor of Physical and Mathematical Sciences, Professor Zavjrotnev Yu.D. from Donetsk Institute for Physics and Engineering. The project was aimed at the creation of a unique baro-electro-thermoacoustic (BETA) analyzer, which would leave behind all the existing synchronous thermal analysis (STA) mechanisms, and the interdepartmental laboratory based in Donetsk Institute for Physics and Engineering. 

Keywords: vector function of life cycle, electrometry of materials, synchronous thermal analysis, acoustic emission, liquid medium, aging of materials, phase changes, criteria of similarity, baro-electro-thermoacoustic analysis, magnetic properties of substances

Аннотация: Авторы рассматривают методологию синхронизации методов и средств термического анализа с методом и средствами акустической эмиссии и электрометрии. Показано, что в результате предлагаемого комплексирования появляется возможность, во-первых, получения многопараметрической вектор-функции жизненного цикла исследуемого вещества или материала, а во-вторых, вычисления параметров их "старения", т. к. в отличие от существующих установок, предложено использовать термо-баро-циклирование исследуемых образцов, что ускоряет деградацию их свойств, аналогично процессам эксплуатации. Предлагаемая методология комплексирования методов и средств термического анализа с методом и средствами акустической эмиссии (АЭ) и электрометрии "породила" новый метод - термобароденсиметрии. Новизна предлагаемого подхода защищена двумя патентами РФ на изобретение. При этом основным решением, реализующим синхронизацию указанных методов, является расчет и создание тигля термо-электро-дилатометра (ТЭД) на термоакустическом шток-волноводе (ТАШВ), который позволил вынести чувствительные АЭ-датчики из зоны высоких температур и давлений.

Ключевые слова: термогравиметрия, дилатометрия, диэлектрический анализ, динамический механический анализ, акустическая эмиссия, баро-термо-циклирование, старение материалов, дефектообразование, деструкция, пиролиз

Abstract: The authors examine the methodology of synchronized methods and means of thermal analysis with the method and means of acoustic emission and electrometry. It is demonstrated that the proposed complexation allowed acquiring a multi-parameter vector function of the life cycle of the substance or material being researched, as well as calculate the parameters of their “aging”, since despite the established practice, a proposal is made using thermobaric cycling of the samples, which speeds-up the degradation of their qualities similarly to the process of exploitation. The proposed methodology of complexation of the methods and means of thermal analysis with the method and means of acoustic emission (AE) and electrometry gave rise to a new method – thermobaric densymmetry. The novelty of the proposed approach is protected by two patents registered in the Russian Federation. The main solution for realization of synchronization of the aforementioned methods is the calculation and creation of the melting pot of thermo-electro-dilameter (TED) on the thermoacoustic rod/waveguide (TAWG), which allowed taking the sensory AE sensors out of the zone of high temperatures and pressures.

Keywords: aging of materials, thermobaric cycling , acoustic emission, dynamic mechanical analysis, dielectric analysis, dilatometry, thermogravimetry, defect formation, destruction, pyrolysis