Формирование планарных автоэмиссионных приборов на основе углеродных нанотрубок на сплаве Co-Nb-N-(O) / Д. Г. Громов, Е. П. Кицюк, А. И. Савицкий [и др.]. - Текст : электронный : непосредственный
// ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ЭЛЕКТРОНИКА. - Москва : МИЭТ, 2022. - № 6. - С. 723-739.

Аннотация: Интегральные автоэмиссионные приборы и ИС на их основе являются перспективным направлением микроэлектроники, которое связано с использованием низковольтных и стабильных автоэлектронных эмиттеров на базе наноматериалов, таких как углеродные нанотрубки (УНТ). Планарная конструкция автоэмиссионного прибора позволяет формировать УНТ на торце тонкой пленки катализатора толщиной 1–50 нм. В работе представлены результаты реализации интегральной технологии изготовления планарных автоэмиссионных диодов с катодом из УНТ, сформированных на торце тонкой проводящей пленки. УНТ выращены методом химического осаждения из паровой фазы. В качестве катализатора для выращивания использована тонкая пленка исходно аморфного сплава Co-Nb-N-(O). Особенность технологии состоит в кристаллизации сплава Co-Nb-N-(O) при нагреве в процессе химического осаждения из паровой фазы. В результате на поверхности сплава формируются наночастицы Co, которые являются катализатором роста УНТ. Показано, что эта особенность позволяет сформировать УНТ локально, только на открытых участках сплава Co-Nb-N-(O), например на торцах тонкой пленки. Обоснован выбор сплава Co-Nb-N-(O). Описаны этапы формирования планарных автоэмиссионных диодов на кремниевой подложке с использованием стандартных производственных технологических процессов. Приведены результаты измерения ВАХ приборов. Показано, что вид ВАХ обусловлен полевой эмиссией, характерной для УНТ. Разработанный технологический прием локального синтеза УНТ на торце топологически оформленных областей тонкой пленки сплава Co-Nb-N-(O) может быть встроен в интегральную технологию формирования планарных автоэмиссионных приборов

Заплетина, М. А.
Решение задачи трассировки на ПЛИС с применением модели расширенного смешанного графа коммутационных ресурсов / М. А. Заплетина. - Текст : электронный : непосредственный
// ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ЭЛЕКТРОНИКА. - Москва : МИЭТ, 2022. - № 6. - С. 774-786.

Аннотация: Архитектурно-ориентированная модель расширенного смешанного коммутационного графа позволяет описать особенности трассировочных ресурсов современных программируемых логических интегральных схем (ПЛИС). Такая модель может применяться для решения задачи трассировки проектных межсоединений в составе маршрута топологического проектирования на основе ПЛИС. В работе рассмотрена архитектурно-ориентированная модель расширенного смешанного коммутационного графа. Предложены две модификации базового метода автоматической трассировки – классического алгоритма Pathfinder, адаптированного к смешанному графу коммутационных ресурсов. Первая модификация построена на применении идеи направленного поиска на графовой модели с использованием данных о пространственно геометрических характеристиках базового кристалла, вторая – сочетает стратегию направленного поиска с учетом предварительной оценки перегруженности коммутационных ресурсов ПЛИС по результатам процедуры размещения. Показано, что предложенные модификации позволяют ускорить сходимость базового метода к трассировочному решению в среднем на 50,6 и 38,6% соответственно. При сохранении полной трассируемости тестовых наборов IWLS’2005, ISCAS’89 и LGSynth’89 применение только направленного поиска привело к улучшению временных характеристик имплементаций проектных схем на 5,2 % в среднем, а использование его совместно с оценкой перегруженности перед началом трассировки позволило улучшить их на 9,3 % в среднем относительно результатов базового метода Pathfinder

Разработка прототипа микросхемы малошумящего усилителя для приемного тракта NB-IoT-системы / Е. Ю. Котляров, М. Г. Путря, В. Ю. Михайлов [и др.]. - Текст : электронный : непосредственный
// ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ЭЛЕКТРОНИКА. - Москва : МИЭТ, 2022. - № 6. - С. 740-752.

Аннотация: При проектировании NB-IoT-системы (Narrow Band Internet of Things) основными задачами являются определение граничных параметров узлов системы, а также проверка ее работоспособности в различных условиях. Средства автоматического проектирования позволяют достичь достоверных результатов еще на этапе моделирования, что способствует ускорению разработки и внедрению новых технологий микроэлектронной отрасли, в том числе и индустриального Интернета вещей. В работе представлены аспекты проектирования NB-IoT-системы. Проведены аналитические расчеты приемного тракта с помощью отладочной системы в контексте распространения радиоволн в закрытом пространстве в соответствии со спецификациями стандарта 5G 3GPP. На основе результатов аналитических расчетов по распространению сигнала в замкнутом пространстве для прототипа абонентского устройства сформулированы общие требования к разработке активного узла малошумящего усилителя приемного тракта NB-IoT-приемопередатчика. Исходя из требований и проектных норм 180-нм КМОП технологического процесса, разработан прототип малошумящего усилителя для работы в составе NB-IoT приемопередающего устройства абонентского терминала. Прототип малошумящего усилителя разработан в трехкаскадном исполнении и имеет коэффициент шума 1,7 дБ в частотном диапазоне n7 при коэффициенте усиления 25 дБ. Цифровые КМОП-библиотеки адаптированы для унификации и снижения стоимости процесса разработки аналоговых узлов приемопередающего тракта, в данном случае малошумящего усилителя

Кирьянов, А. А.
Разработка алгоритма функционирования и особенности обучения когнитивного модуля искусственного интеллекта роботизированной системы тепличного растениеводства / А. А. Кирьянов, С. Б. Беневоленский, В. Ю. Сироткин. - Текст : электронный : непосредственный
// ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ЭЛЕКТРОНИКА. - Москва : МИЭТ, 2022. - № 6. - С. 795-806.

Аннотация: Мобильная часть когнитивного модуля и его программное обеспечение предназначены для обработки потока фото- и видеоданных. При этом создаются датасеты, используемые в системах искусственного интеллекта на базе сегментарных моделей нейронных сетей глубокого обучения. В работе приведены результаты разработки алгоритмов машинного обучения и функционирования нейросети мобильной части когнитивного модуля роботизированной системы тепличного растениеводства и программного обеспечения для реализации разработанных алгоритмов. Представленная разработка основана на методе распараллеливания потоков видеозахвата. Тренировка нейронных сетей для определения применимости методов распознавания осуществлена средствами DIGITS с использованием фреймворка Caffe. Координатная привязка реализована на основе команды оператора о захвате сенсорами фиксируемого объекта с автоматическим определением его положения по координатам, получаемым от энкодера. Результаты сохраняются в файловой системе каталогов изображений с указанием координат пространственной привязки объектов фиксации в имени файлов

Джанполадов, В. А. (Автор МИЭТ (аспирант)).
Прогнозирование мощности утечки на основе машинного обучения на этапе планировки физического проектирования ИС / В. А. Джанполадов, С. В. Гаврилов. - Текст : электронный : непосредственный
// ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ЭЛЕКТРОНИКА. - Москва : МИЭТ, 2022. - № 6. - С. 763-773.

Аннотация: Процесс проектирования ИС включает в себя итерационные этапы оптимизации схем, а так как время выхода на рынок имеет решающее значение для отрасли, разработка эффективных методов оценки параметров ИС на ранних стадиях процесса проектирования – важная задача. В работе предложено использование алгоритмов машинного обучения для прогнозирования мощности утечки на этапе планировки физического проектирования для конкретной архитектуры. Эффективность предложенного метода продемонстрирована для блока, содержащего 64-разрядный арифметико-логический блок (ALU), связанный с регистрами общего назначения (GPRS). Данный блок разработан для 486 различных конфигураций и сценариев. В результате применения машинного обучения получен прогноз мощности утечки с разумной точностью для различных групп стандартных ячеек в блоках, предназначенных для различных сценариев. В предлагаемом методе не используются технологически зависимые данные, что делает его универсальным для любых технологических узлов, применяемых для проектирования различных блоков. Недостатком метода является необходимость прохождения полного потока проектирования для выбранной схемы с выбранным диапазоном параметров для сбора необходимых обучающих данных, что требует дополнительных ресурсов

Алимагадов, К. А. (Автор МИЭТ (аспирант)).
Подавление белого шума на изображениях на основе винеровской фильтрации в области дискретного вейвлет-преобразования сприменением нейросетевых технологий / К. А. Алимагадов, С. В. Умняшкин. - Текст : электронный : непосредственный
// ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ЭЛЕКТРОНИКА. - Москва : МИЭТ, 2022. - № 6. - С. 807-818.

Аннотация: Алгоритмы компьютерного зрения находят широкое применение при решении ряда прикладных задач. Корректность работы таких алгоритмов зависит от поступающих им на вход фото- и видеоданных, подверженных влиянию шумов, поэтому подавление шумов – важный этап низкоуровневой обработки цифровых изображений. В работе исследована винеровская фильтрация нормального белого шума в области дискретного вейвлет-преобразования с применением нейронных сетей. Приведены описания архитектуры сетей, а также разработанного алгоритма их применения для фильтрации в области дискретного вейвлетпреобразования. Предложенный алгоритм протестирован на наборе данных BSDS500 при различных уровнях шума. Качество фильтрации оценено по вычисленным значениям отношения сигнал / шум (SNR) и индекса структурного сходства (SSIM). Результаты обработки тестовых изображений свидетельствуют о том, что разработанный алгоритм превосходит по качеству шумоподавления винеровскую фильтрацию в области дискретного вейвлет- реобразования без использования нейронных сетей и большинство других рассмотренных фильтров

Особенности формирования структур подвешенного графена над массивом микроразмерных пор / К. А. Царик, Н. П. Некрасов, В. К. Неволин, И. И. Бобринецкий. - Текст : электронный : непосредственный
// ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ЭЛЕКТРОНИКА. - Москва : МИЭТ, 2022. - № 6. - С. 707-714.

Аннотация: Структуры на основе подвешенного графена – перспективные элементы для задач электроники, фотоники и сенсорики вследствие возможности устранения ловушечных состояний в подложке, повышения быстродействия и чувствительности графенового слоя. Также актуально развитие методик внедрения углеродных наноструктур в кремниевую технологию создания устройств микро- и наноэлектроники. В работе представлены особенности формирования кремниевой мембраны и сквозных пор в ней, а также осаждения графена на кремниевые мембраны. Получены спектры комбинационного рассеяния света подвешенного графена, показывающие сдвиги G-пика на 4,5 см–1 и 2D-пика на 7,5 см–1 относительно пиков графена, находящегося на кремнии. С помощью кривых подвода и отвода зонда атомно-силового микроскопа исследован возможный прогиб графена в сквозное отверстие, показывающий расстояния, на которых расположены притягивающие и отталкивающие силы в системе зонд – подвешенный графен. Установлено, что ввиду значительного провисания графена на 1 мкм при диаметре поры 5 мкм фокусировка лазера затруднена. Это в первую очередь влияет на использование структур подвешенного графена в качестве основы для газового или жидкостного сенсора различных органических соединений, а также для транзисторов

Штерн, М. Ю. (Автор МИЭТ, Ин-т ПМТ).
Наноструктурированные термоэлектрические материалы для температур 200–1200 К, полученные искровым плазменным спеканием / М. Ю. Штерн. - Текст : электронный : непосредственный
// ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ЭЛЕКТРОНИКА. - Москва : МИЭТ, 2022. - № 6. - С. 695-706.

Аннотация: Широкое применение термоэлектричества сдерживается низкой эффективностью термоэлементов, которая в основном определяется термоэлектрической добротностью термоэлектрических материалов (ТЭМ), используемых для их изготовления. В настоящее время основным направлением увеличения добротности является снижение фононной теплопроводности ТЭМ за счет их наноструктурирования. В работе исследован фазовый состав и тонкая структура нанодисперсных порошков ТЭМ с применением просвечивающего электронного микроскопа JEM-2100. Элементный состав исходных компонентов для синтеза ТЭМ, измельченных порошков и объемных наноструктурированных ТЭМ (НТЭМ) определен с помощью растрового электронного микроскопа JSM-6480LV. Разработаны способы и оптимизированы режимы получения нанодисперсных порошков и НТЭМ на основе Bi2Te3, Sb2Te3, PbTe, GeTe и SiGe с рабочими температурами в интервале 200–1200 К. Порошки получены с использованием шаровой планетарной мельницы. Средний размер областей когерентного рассеяния в порошках находится в пределах 12–47 нм. Объемные НТЭМ изготовлены компактированием порошков искровым плазменным спеканием. Показано, что области когерентного рассеяния в объемных образцах увеличиваются по сравнению со структурой порошков в среднем в 2-3 раза и составляют от 20 до 120 нм. В НТЭМ за счет снижения теплопроводности установлено увеличение параметра ZT от 10 до 20 % по сравнению с ТЭМ, получаемыми классическими методами и не имеющими наноструктуры

Горностай-Польский, В. С. (Автор МИЭТ (аспирант)).
Исследование влияния плазменной обработки на свойства сформированных химическим осаждением из газовой фазы тонких пленок нитрида титана / В. С. Горностай-Польский, В. И. Шевяков. - Текст : электронный : непосредственный
// ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ЭЛЕКТРОНИКА. - Москва : МИЭТ, 2022. - № 6. - С. 715-722.

Аннотация: При создании МДП-структуры с вертикальным каналом существует проблема конформности заполнения металлом углублений в подложке кремния. Для решения данной проблемы используется метод осаждения металлорганических соединений из газовой фазы, который имеет повышенную конформность осаждения пленок на рельефную поверхность. При использовании данного метода дополнительно может применяться операция плазменной обработки пленки для повышения ее качества. В работе исследовано влияние процесса плазменной обработки при химическом осаждении из газовой фазы тонких пленок нитрида титана на их электрофизические, механические и конструктивные свойства. Показано, что плазменная обработка пленок нитрида титана является эффективной для улучшения электрофизических, механических и конструктивных свойств пленок нитрида титана, полученных химическим осаждением из газовой фазы. Исследована зависимость толщины пленки нитрида титана от длительности плазменной обработки. Установлено, что толщина пленок нитрида титана уменьшается на 30–50 %, что, предположительно, связано с уплотнением материала пленки из-за удаления значительной части примесей водорода и углерода. Выявлена зависимость проводимости пленок нитрида титана от длительности плазменной обработки. Исходное среднее значение удельного объемного сопротивления нитрида титана, равное 43 мкОм∙см, в процессе плазменной обработки уменьшилось до 36 мкОм∙см. Анализ морфологии поверхности нитрида титана методом атомно-силовой микроскопии не показал существенного влияния плазменной обработки на шероховатость поверхности пленок. В результате оценки значение механических напряжений в пленках нитрида титана до плазменной обработки составило ~ 400 кПа, затем оно уменьшилось (на ~10 %). Получено оптимальное значение длительности плазменной обработки при указанных технологических параметрах, равное 40 с. Установлено, что процесс химического осаждения из газовой фазы обеспечивает возможность конформного заполнения высокоаспектных углублений в кремнии

Гуров, К. О. (Автор МИЭТ (аспирант)).
Достижение стабильной выходной мощности и эффективности усилителя мощности класса E при изменении собственной индуктивности частотного фильтра и сопротивления нагрузки / К. О. Гуров, Э. А. Миндубаев, А. А. Данилов. - Текст : электронный : непосредственный
// ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ЭЛЕКТРОНИКА. - Москва : МИЭТ, 2022. - № 6. - С. 753-762.

Аннотация: Высокая эффективность усилителей мощности (УМ) класса Е позволяет использовать их в портативных устройствах, так как при больших уровнях выходной мощности можно достичь более длительного срока службы химического элемента питания. Существенная проблема усилителя мощности класса Е – изменение выходной мощности вследствие отклонения достигнутого режима работы даже при небольших изменениях номиналов собственной индуктивности частотного фильтра и сопротивления нагрузки. В работе предложен вариант решения данной проблемы с помощью динамического изменения емкостей конденсаторов в нагрузочной цепи УМ класса Е, которые зависят от номиналов собственной индуктивности частотного фильтра и сопротивления нагрузки. Исследована возможность достижения номинального и двух типов субноминальных режимов работы УМ класса Е при динамическом изменении емкостей конденсаторов в нагрузочной цепи в диапазоне номиналов частотного фильтра и сопротивления нагрузки. Обнаружено, что существуют такие номиналы емкостей конденсаторов, с помощью которых всегда можно достичь номинального или субноминальных режимов работы при любых значениях остальных компонентов схемы. При этом изменение номиналов частотного фильтра и сопротивления нагрузки с последующим достижением режима работы позволяет стабилизировать требуемую выходную мощность в УМ класса Е. Предложенная схема УМ класса Е стабилизирует выходную мощность (0,65 Вт) с эффективностью не менее 85 % при изменяемых сопротивлении нагрузки от 5 до 30 Ом и собственной индуктивности частотного фильтра от 5 до 15 мкГн

Гагарина, Л. Г. (Автор МИЭТ, Ин-т СПИНТех).
Алгоритм обнаружения и распознавания болезней растений с использованием каскадных классификаторов / Л. Г. Гагарина, А. В. Чирков. - Текст : электронный : непосредственный
// ИЗВЕСТИЯ ВЫСШИХ УЧЕБНЫХ ЗАВЕДЕНИЙ. ЭЛЕКТРОНИКА. - Москва : МИЭТ, 2022. - № 6. - С. 787-794.

Аннотация: Безопасность сельскохозяйственных культур в большинстве случаев можно обеспечить, анализируя изображения листьев на предмет наличия отклонений. Проблема раннего обнаружения болезней растений является актуальной и своевременной, для решения которой необходима разработка алгоритма обнаружения и распознавания болезней растений на основе метода каскадных классификаторов. В работе предложен алгоритм для обнаружения и распознавания болезней растений посредством использования интегрального представления кадра, каскадов Хаара, перевода изображения в черно-белое с дальнейшим обучением классификаторов на обучающих выборках и отбором результирующего каскада, позволяющим регулировать точность и энергопотребление в зависимости от задачи. Особенность данного алгоритма заключается в применении окон при сканировании изображения, масштабируемости детектора и последующем многократном запуске для изображения с использованием разного размера. При использовании предлагаемого алгоритма точность распознавания болезней растений составила 80,9 %