Полупроводники

Полупроводниковые фотоэлектрические преобразователи (солнечные элементы) – это силовые полупроводниковые приборы, генераторы, осуществляющие прямое преобразование световой энергии в электрическую за счет наличия в конструкции фоточувствительных материалов. Современные гетероструктурные солнечные элементы, демонстрирующие рекордные значения по эффективности преобразования, имеют сложную полупроводниковую структуру (InGaP/InGaAs/Ge), металлические токосборные контакты, защитное просветляющее покрытие. Эти элементы конструкции и технологии их создания в том или ином виде находят применение в других полупроводниковых приборах. Вместе с тем солнечные элементы являются планарными приборами и для них принципиальным становится соблюдение заданных параметров для всех частей конструкции на большой площади прибора, потому к технологии их изготовления предъявляются повышенные требования. Особенности технологии, методы и методики измерений и исследований, применяемые при создании таких приборов, могут быть полезны специалистам, работающим и с другими полупроводниковыми приборами. В настоящем практикуме собраны лабораторные работы, проводимые на исследовательском и измерительном оборудовании, применяемом в технологии изготовления каскадных фотопреобразователей с эпитаксиально-выращенными структурами на основе соединений АIIIBV (арсенидов и фосфидов галлия, индия, алюминия). Практикум предназначен студентам, обучающимся по направлению 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника», профиль подготовки «Полупроводниковые преобразователи энергии».

Монография посвящена детекторам видимого, дальнего ближнего и дальнего ИК диапазонов на основе пленок TiN, исследование времени релаксации энергии в сверхпроводящих пленках алмаза, легированного бором, разработка и исследование сверхпроводникового однофотонного детектора на основе нанопроводника из NbN для когерентного детектирования слабых сигналов.

В учебном пособии представлены различные физико-химические, электрофизические и эксплуатационные свойства композиционных материалов, содержащих металлические и полупроводниковые наночастицы. Материал можно условно разбить на несколько блоков, в которых рассматриваются строение наночастиц и их поведение при воздействии электрического, магнитного и электромагнитного полей. Также уделено внимание исследованию биологических систем и применению наноматериалов в медицине. Ряд явлений, обсуждаемых в книге, интересны не только с научной точки зрения, но и сулят заметный практический выход, а в некоторых случаях уже эффективно используются в промышленных масштабах. В заключение рассматриваются актуальные проблемы, связанные с воздействием нанообъектов на организм человека вследствие биологической активности наночастиц, обусловленной их высокой проникающей способностью и эффективным взаимодействием с живой клеткой. Все вопросы, обсуждаемые в книге, представлены высококвалифицированными специалистами, активно работающими в разных областях нанотехнологий. Наряду с учебным и обзорным материалом излагаются и оригинальные исследования авторов, обобщающие их работы нескольких последних лет. Предлагаемое пособие будет полезно читателям широкого круга интересов от студентов и аспирантов до преподавателей и научных сотрудников, интересующихся различными аспектами теории и практики явлений, протекающих в нанокомпозитах.

Методические указания содержат описание лабораторных работ по курсу «Методы исследования материалов и структур микроэлектроники и твердотельной СВЧ-электроники». В сборнике представлены лабораторные работы по электрическим, оптическим, рентгеновским и электронно-микроскопическим методам контроля свойств материалов и структур, применяющихся в технологии микроэлектроники и твердотельной СВЧ-электроники. Материал предназначен для магистров дневного отделения с направлением подготовки по специальности 11.04.04, а также может быть использован аспирантами с направлениями подготовки по специальностям 05.27.01 и 05.27.06, научными работниками и инженерами базового предприятия.

В учебном пособии приведен базовый теоретический материал для курсов «Физика полупроводников», «Материалы и элементы электронной техники», «Техническая электродинамика», «Специальные разделы физики», в которых рассматриваются основные кинетические эффекты, проявляющиеся в объёмных полупроводниковых структурах при воздействии сильных электрических и магнитных полей. Пособие предназначено для курсов, читаемых для бакалаврских направлений подготовки 11.00.00 «Электроника, радиотехника и системы связи», но может представлять интерес и для других направлений.

В доме президента полупроводниковой компании, где живет его сын студент Ютака, появляется новая горничная Мэй. Неожиданно выясняется, что её давно интересуют полупроводники. Мэй просто не знает такого слова, и Ютака соглашается давать ей частные уроки. Ютака рассказывает, чем полупроводники отличаются от проводников и диэлектриков и почему благодаря им появляется возможность создавать приборы с удивительными свойствами. Далее рассказ ведётся о характеристиках этих приборов и их применении в интегральных схемах, которыми насыщена вся современная электронная техника. Книга предназначена для школьников и студентов (но не только), окружённых смартфонами, планшетами, ноутбуками и желающих наконец выяснить, что же всё-таки лежит в основе всего этого многообразия!

Книга написана сотрудниками компании Infineon Technologies, одного из мировых лидеров в области полупроводниковой электроники. Сборник содержит проверенные временем фундаментальные знания по полупроводникам от A (АЦП) до Z (эффект Зенера), в том числе главы по диодам и транзисторам, силовым приборам, элементам оптоэлектроники. датчикам, микросхемам памяти и микроконтроллерам. Также приведены сведения по смарт-картам, полупроводниковым устройствам для автомобилей, коммуникационным модулям. Отдельная глава посвящена электромагнитной совместимости компонентов. Реальная новизна книги состоит в том, что авторы сумели изложить в ней все современные тенденции, веяния и достижения в области полупроводниковых технологий. Издание будет полезно инженерам-электронщикам и электротехникам, а также преподавателям и студентам, которым всегда нужно иметь под рукой сборник справочных материалов по современной микроэлектронике.

В книге рассмотрены теоретические и практические аспекты МОС-гидридной эпитаксии (МОСГЭ) – одного из наиболее гибких и производительных современных методов получения полупроводниковых структур. Кратко изложены физико-химические основы метода, приведено описание высокопроизводительного технологического оборудования для реализации МОСГЭ и методов контроля роста эпитаксиальных слоев , затронуты вопросы моделирования процессов. Практические аспекты реализации метода подробно рассмотрены на примере формирования эпитаксиальных структур полупроводников AIIIBV, AIIBVI и твердых растворов на их основе – основных материалов современной оптоэлектроники и ИК-техники. Значительное внимание уделено формированию наноразмерных эпитаксиальных структур и гетероструктур на основе нитридов элементов III группы, технология которых получила стремительное развитие в последние годы. Рассмотрены вопросы адаптации метода МОСГЭ к получению ряда новых материалов электронной техники. Книга предназначена специалистам в области технологии полупроводниковых материалов, может быть полезна аспирантам и студентам соответствующих специальностей.

Рассмотрены основные вопросы физики полупроводников, описаны элементная база и современные устройства промышленной электроники, элементы импульсной и цифровой схемотехники. Приведены методики и основные расчетные соотношения для анализа работы элементов и отдельных устройств электроники, в конце каждой главы даны контрольные вопросы. В пособии дан список современной литературы по физическим основам электроники. Для студентов вузов, обучающихся по специальности «Электропривод и автоматика промышленных установок и технологических комплексов». Может быть рекомендовано также для специальностей «Электроснабжение горного производства» и «Технология машиностроения».

В работе представлены фундаментальные понятия и уравнения физики твердого тела; дан анализ работы биполярного транзистора в режимах большого и малого сигналов. Рассмотрены процессы, происходящие в МОП-транзисторах. Изложена физика процессов, происходящих в полевых транзисторах с барьером Шоттки на GaAs, применяемых в СВЧ-диапазоне; раскрыта электрофизика селективно легированных гетероструктурных транзисторов. Приведены новые отечественные и зарубежные разработки, проведено их сравнение по основным характеристикам. Пособие адресовано прежде всего магистрантам и аспирантам, уже знакомым с твердотельными устройствами.

Рассмотрены и обобщены результаты исследований и разработок в области технологии и оборудования для производства и диагностики субмикронных структур полупроводниковой микроэлектроники. Предназначена для инженерно-технических работников предприятий электронной и других отраслей промышленности, специалистов научно-исследовательских институтов, аспирантов, магистрантов и студентов старших курсов технических вузов.

Методологически дисциплина построена на основе оптимального соотношения теоретических и прикладных вопросов проектирования полупроводниковых матричных приемников излучений. Теоретические основы изложены так, чтобы показать основные физические процессы, происходящие в элементах интегральной микросхемы матричного приемника излучений. Прикладные вопросы ориентируют слушателей на решение типовых задач проектирования технологии, конструкции и схемотехники оптических матричных интегральных микросхем. Этот курс дает недостающую информацию для инженеров и физиков, которые хотят больше узнать об интегрированных оптоэлектронных схемах, реализуемых по кремниевой технологии, и предназначен быть связующим звеном между микроэлектроникой и оптоэлектроникой. Курс лекций предназначен для студентов, обучающихся по укрупненной группе специальностей 11.00.00 «Электроника, радиотехника и системы связи» и специалистов, работающих на предприятиях в сфере оптоэлектроники.

Рассматриваются физические основы функционирования современных полупроводниковых приборов. Даны общие сведения о полупроводниковых приборах группы диодов и биполярных транзисторах. Рассмотрены элементы кристаллографии, атомной и квантовой физики. Приведена статистика электронов и дырок в полупроводниках. Для специалистов в области приборостроения. Издание может быть полезно студентам и аспирантам технических вузов.

В книге рассмотрены и обобщены результаты исследований и разработок в области инновационных технологий и оборудования для микроэлектронного производства и диагностики субмикронных структур полупроводниковой микроэлектроники. Предназначена для инженерно-технических работников предприятий электронной и других отраслей промышленности, специалистов научно-исследовательских институтов, аспирантов, магистрантов и студентов старших курсов технических вузов.

Учебное пособие соответствует содержанию Государственного образовательного стандарта подготовки бакалавров (программа «Электроэнергетика и электротехника») и магистров (программа дисциплин «Силовая электроника», «Электротехника и основы электроники», «Проектирование полупроводниковых электрических аппаратов»). Отражены вопросы применения силовых полупроводниковых приборов (СПП) в устройствах электротехники. Рассмотрено современное состояние разработок и производства силовых полупроводниковых приборов, тенденции развития элементной базы силовой электроники. Показаны технологические операции, влияющие на параметры СПП. Рассмотрены перспективы в достижении предельных параметров силовых полупроводниковых приборов. Пособие предназначено для студентов высшего профессионального образования, обучающихся по направлению подготовки «Электроэнергетика и электротехника», а также студентов, изучающих дисциплину «Электротехника и электроника». Может представлять интерес для специалистов, работающих в области полупроводниковой преобразовательной техники, силовой электроники.

В монографии изложены основные принципы построения и анализ работы термоэлектрических полупроводниковых устройств и интенсификаторов теплопередачи, а также изложены основные принципы применения светоизлучающих полупроводниковых p-n-переходов, отводящих энергию в окружающее пространство в виде электромагнитного излучения. Новый тип термоэлектрических полупроводниковых приборов обладает большим быстродействием, энергоэффективностью, мощностью и надежностью за счет уменьшения доли паразитных тепловыделений, снижения величины резистивного сопротивления и рекуперации части электромагнитного излучения. Перспективным направлением является достижение глубокого охлаждения до уровня абсолютного нуля по Кельвину с целью создания сверхпроводящих криотронных микроэлектронных устройств. Для инженеров и научных сотрудников, занимающихся проблемой охлаждения компонентов микроэлектронной аппаратуры, а также для специалистов, занимающихся термоэлектрическим приборостроением. Монография может быть полезной для студентов вузов направлений подготовки бакалавриата и магистратуры «Электроника и наноэлектроника», «Приборостроение» и аспирантов направлений подготовки «Электро- и теплотехника», «Электроника, радиотехника и системы связи», «Фотоника, приборостроение, оптические и биотехнические системы и технологии».

Данное пособие охватывает вопросы, посвященные применению программной среды MATLAB для решения задач курсов: «Полупроводниковые преобразователи энергии», «Силовая электроника», «Промышленная электроника», «Электротехника и основы электроники», «Электрические и электронные аппараты ». Пособие знакомит студентов с общими основами применения программы MATLAB для моделирования устройств преобразовательной техники и получения навыков, основами их теории и анализом. Детально рассмотрены принципы создания и выполнения виртуальных лабораторных работ на базе пакета Simulink. Методы моделирования электрических схем устройств преобразовательной техники снабжены наглядными примерами. Приведены примеры лабораторных работ, позволяющие самостоятельно студентам выполнять задания. Учебное пособие предназначено для бакалавров и магистров всех форм обучения, обучающихся по направлениям «Электроэнергетика и электротехника», «Энергетическое машиностроение». Также может быть полезно аспирантам и специалистам, занимающимся вопросами устройств силовой электроники и преобразовательной техники.

В методическом пособии на качественном уровне рассматриваются элементы зонной теории твёрдых тел. Приводится методика эксперимента по определению температурной зависимости электросопротивления металлов и полупроводников. Методические указания предназначены для студентов физических специальностей дневной формы обучения.

В монографии исследуются связанные состояния электрона в квантовых точках и кольцах, которые локализованы во внутреннем слое двойной полупроводниковой гетероструктуры. Квантовые точки и кольца рассматриваются как двумерные круговые нанообъекты с удерживающими прямоугольными потенциалами конечной глубины. Учитывается влияние на состояния электрона как спин-орбитальных взаимодействий Рашбы и Дрессельхауса, так и внешнего магнитного поля. Получены волновые функции и дискретные уровни энергии электрона, соответствующие различным соотношениям интенсивностей двух типов спин-орбитальных взаимодействий. Адресуется научным работникам, преподавателям, студентам и аспирантам, специализирующимся в области применения квантово-механических расчетов в физике полупроводников.

Рассмотрены свойства простых веществ и соединений химических элементов периодической системы элементов Д. И. Менделеева в нетрадиционной классификации: металлы и неметаллы, а также полупроводниковые и композиционные материалы. Пособие адресовано студентам вузов, обучающимся по направлениям подготовки и специальностям, входящим в УГС: «Электроника, радиотехника и системы связи», «Электро- и теплотехника», «Физико-технические науки и технологии», «Машиностроение», «Технологии материалов», «Техносферная безопасность и природо-обустройство», «Нанотехнологии и наноматериалы», «Химические технологии» и другим, где предусмотрено изучение неорганической химии в качестве базового курса.