Анотація до роботи:

Павловський І.В. Низькотемпературні п’єзорезистивні характеристики ниткоподібних кристалів p-Si як чутливих елементів сенсорів механічних величин. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук за спеціальністю 05.27.01 – твердотільна електроніка. – Національний університет “Львівська політехніка”, Львів, 2007.

Дисертація присвячена дослідженню п’єзорезистивних характеристик ниткоподібних кристалів (НК) кремнію р-типу провідності за низьких температур як чутливих елементів сенсорів механічних величин для кріогенних температур (до температури рідкого гелію).

Проведено дослідження електропровідності, п’єзоопору та магнітоопору НК кремнію, легованих бором, з різним ступенем наближення до переходу метал-діелектрик (ПМД), у широкому інтервалі температур 1,7–300 К та магнітних полів з індукцією до 14 Тл. Показано, що в НК Si р-типу провідності з концентрацією акцепторної домішки N_A(25)10¹⁸ см^-3 спостерігається перехід від класичного (сміттовського) до некласичного п’єзорезистивного ефекту за гелієвих температур. В НК Si з концентрацією домішки поблизу ПМД з діелектричного боку переходу виявлено при 4,2 К гігантський некласичний п’єзоопір (GF_4.2K=–5,710⁵), що зумовлений стрибковим механізмом транспорту носіїв заряду. Показано вплив магнітного поля за низьких температур на провідність недеформованих та одновісно деформованих НК Si з концентрацією домішки поблизу ПМД.

Розроблено концепцію створення сенсорів механічних величин для низьких температур з врахуванням результатів проведеного експериментального моделювання роботи п’єзорезистивних сенсорів на основі легованих НК p-Si. Створено сенсори тиску (рівня) кріогенних рідин та високочутливі сенсори деформації для кріогенних температур на основі легованих НК Si р-типу, в яких мають місце класичний та некласичний п’єзорезистивні ефекти.

Публікації автора:

1. Дружинин А.А., Марьямова И.И., Кутраков А.П., Павловский И.В. О возможности создания высокочувствительных пьезорезистивных сенсоров механических величин для криогенных температур. // Датчики и системы. – 2005. – № 7. – С. 17-21.

2. Druzhinin A.A., Maryamova I.I., Pavlovskyy I.V., Palewski T. Piezoresistive properties of boron-doped silicon whiskers at cryogenic temperatures. // Functional Materials. – 2004. – Vol. 11, № 2. – P. 268-272.

3. Druzhinin A.A., Maryamova I.I., Kutrakov O.P., Pavlovskyy I.V. Silicon microcrystals with high piezoresistance at cryogenic temperatures for sensors application. // Сенсорна електроніка та мікросистемні технології. – 2004. – № 1. – С. 69-77.

4. Дружинін А.О., Мар’ямова І.Й., Кутраков О.П., Павловський І.В. Тензометричні характеристики мікрокристалів кремнію при кріогенних температурах. // Сенсорна електроніка та мікросистемні технології. – 2005. – № 3. – С. 74-81.

5. Дружинін А.О., Мар’ямова І.Й., Кутраков О.П., Павловський І.В. Фізичні основи створення сенсорів механічних величин для низьких температур на основі мікрокристалів кремнію. // Сенсорна електроніка та мікросистемні технології. – 2006. – № 3. – С. 5-13.

6. Буджак Я.С., Дружинін А.О., Павловський І.В., Ховерко Ю.М. Питомий опір кремнію р-типу провідності в умовах екранування домішкових центрів носіями заряду. // Фізика і хімія твердого тіла. – 2002. – Т. 3, № 3. – С. 396-400.

7. Дружинін А.О., Мар’ямова І.Й., Кутраков О.П., Павловський І.В. Вплив деформації на домішкову провідність ниткоподібних кристалів кремнію в області переходу метал-діелектрик. // Фізика і хімія твердого тіла. – 2003. – Т. 4, № 4. – С. 720-728.

8. Дружинін А.О., Лавитська О.М., Мар’ямова І.Й., Павловський І.В. Дослідження п’єзоопору мікрокристалів Si і Ge при кріогенних температурах поблизу переходу метал-напівпровідник для створення сенсорів. // Фотоэлектроника. – 2003. – Вып. 12. – С. 80-84.

9. Дружинін А.О., Мар’ямова І.Й., Кутраков О.П., Павловський І.В. П’єзоопір легованих ниткоподібних кристалів кремнію при кріогенних температурах. // Вісник НУ “Львівська політехніка”: “Електроніка”. – 2003. – № 482. – С. 98-104.

10. Druzhinin A., Marymova I., Kutrakov O., Pavlovskyy I., Palewski T. Silicon mechanical sensors for cryogenic temperatures: experimental simulation and characterization. // Вісник НУ “Львівська політехніка”: “Елементи теорії та прилади твердотілої електроніки”. – 2004. – № 510. – С. 102-106.

11. Дружинін А.О., Мар’ямова І.Й., Кутраков О.П., Павловський І.В. Низькотемпературні характеристики мікрокристалів кремнію на пружних елементах для створення п’єзорезистивних сенсорів. // Вісник НУ “Львівська політехніка”: “Електроніка” – 2004. – № 513. – С. 125-130.

12. Дружинін А.О., Мар’ямова І.Й., Кутраков О.П., Павловський І.В. Сенсори деформації для кріогенних температур на основі мікрокристалів кремнію. // Вісник НУ “Львівська політехніка”: “Електроніка”. – 2006. – № 558. – С. 58-64.

13. Деклараційний патент на корисну модель № 5217 Україна, МПК 7 G01B7/16, G01L9/04, G01L9/06. Чутливий елемент сенсора механічних величин для температури рідкого гелію / Дружинін А.О., Мар’ямова І.Й., Кутраков О.П., Павловський І.В.; Національний університет “Львівська політехніка” – № 20040806533; Заявл. 04.08.2004; Опубл. 15.02.2005, Бюл. № 2. – 2 с.

14. Деклараційний патент на корисну модель № 11353 Україна, МПК 7 G01B7/16, G01L9/04, G01L9/06. Чутливий елемент сенсора механічних величин для роботи при температурі рідкого гелію в сильних магнітних полях / Дружинін А.О., Мар’ямова І.Й., Павловський І.В.; Національний університет “Львівська політехніка” – № u200506387; Заявл. 29.06.2005; Опубл. 15.12.2005, Бюл. № 12. – 3 с.

15. Druzhinin A., Lavitska E., Maryamova I., Oszwaldowski M., Pavlovskyy I. Strain-induced changes in magnetoresistance in Si and Ge whiskers. // International Conference on Solid State Crystals, Poland, Zakopane, 14-18 October 2002. Programme and Abstracts. – Zakopane, 2002. – P. 141.

16. Druzhinin A., Maryamova I., Kutrakov O., Pavlovskyy I., Palewski T. Experimental simulation of piezoresistive mechanical sensors based on Si microcrystals at cryogenic temperatures. // VIII Konferencja Naukowa Czujniki Optoelektroniczne i Elektroniczne, Wroclaw, 27-30 czerwca 2004. Materialy konferencyjne. – S. 106-109.

17. Pavlovskyy I. The giant non-classic piezoresistance in silicon microcrystals at cryogenic temperatures for sensors application. // VIII Konferencja Naukowa Czujniki Optoelektroniczne i Elektroniczne, Wroclaw, 27-30 czerwca 2004. Materialy konferencyjne. – S. 618-620.

18. Дружинін А.О., Павловський І.В. Гістерезисний ефект магнітоопору в ниткоподібних кристалах кремнію р-типу провідності при низьких температурах. // II Українська наукова конференція з фізики напівпровідників. Матеріали конференції. – Чернівці: Рута, 2004. – Т. 1. – С. 72-73.

19. Дружинін А.О., Мар’ямова І.Й., Павловський І.В. Магнітоопір деформованих ниткоподібних кристалів кремнію при кріогенних температурах. // II Українська наукова конференція з фізики напівпровідників. Матеріали конференції. – Чернівці: Рута, 2004. – Т. 2. – С. 149-150.

20. Дружинін А.О., Павловський І.В. Деформаційні залежності магнітоопору ниткоподібних кристалів кремнію в області фазового переходу метал-діелектрик. // V Міжнародна школа-конференція “Актуальні проблеми фізики напівпровідників”. Тези доповідей. – Дрогобич: НВЦ “Каменяр”, 2005. – С. 216-217.

21. Druzhinin A., Maryamova I., Kutrakov O., Pavlovskyy I., Palewski T. Strain sensors based on Si microcrystals for cryogenic temperatures. // IX Konferencija Naukowa “Czujniki Optoelektroniczne i Elektroniczne”. Krakw-Zakopane, 19-22 czerwca 2006. Materialy konfererencyjne. – Krakow, 2006. – P. 165-168.

22. Дружинін А.О., Мар’ямова І.Й., Островський І.П., Павловський І.В. Фізичні основи створення сенсорів механічних і теплових величин для низьких температур на основі напівпровідникових мікрокристалів. // 2-а Міжнародна науково-технічна конференція “Сенсорна електроніка та мікросистемні технології”. Україна, Одеса, 26-30 червня 2006 р. Тези доповідей. – Одеса: Астропринт, 2006. – С. 30-31.