Анотація до роботи:

Большакова І.А. Радіаційностійкі сенсори магнітного поля на основі напівпровідниківА₃В₅ для умов жорсткого випромінювання. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.27.01 – Твердотільна електроніка. – Національний університет „Львівська політехніка”, Львів, 2007.

Дисертацію присвячено проблемі створення нового покоління напівпровідникових сенсорів магнітного поля для жорстких радіаційних умов експлуатації. Основна концепція базується на комплексі, який охоплює три напрямки наукових досліджень. Перший напрямок передбачає створення радіаційностійких напівпровідникових матеріалів А₃В₅ для сенсорів магнітного поля, другий – конструктивні рішення тонкоплівкових структур щодо розширення функціональних та покращення технічних характеристик сенсорів, а третій – алгоритми самодіагностики сенсорів та їх in-situ калібрування безпосередньо в радіаційних умовах експлуатації. Вперше показана можливість та реалізована стабілізація характеристик сенсорів магнітного поля на основі матеріалів А₃В₅ в умовах жорсткого радіаційного випромінювання, зокрема, досягнута відносна стабільність чутливості сенсорів 99,95 % в потоках нейтронів 10¹⁵нсм^-2, характерних для прискорювачів заряджених частинок, та 93 % в потоках нейтронів 310¹⁷нсм^-2, характерних для майбутнього міжнародного реактору термоядерного синтезу ITER. На базі запропонованих нових підходів створено ряд приладів вимірювання магнітного поля, які успішно апробовані в реакторах термоядерного синтезу JET (Великобританія), TORE SUPRA (Франція), CASTOR (Чеська Республіка); в циклотронних прискорювачах заряджених частинок Національного Інституту Радіологічних Досліджень Японії (NIRS); в магнітних системах управління штучними супутниками Землі Державного Конструкторського Бюро „Південне” (Дніпропетровськ).

Публікації автора:

1. Мікроелектронні сенсорні пристрої магнітного поля: Монографія. За редакцією Готри З.Ю. / Большакова І.А., Гладун М.Р., Голяка Р.Л., Готра З.Ю., Лопатинський І.Є., Потенцкі Є., Сопільник Л.І.– Львів: Видавництво Національного університету "Львівська політехніка", 2001. – 412c.

2. Bolshakova I., Moskovets T., Ostrovskii I., Ostrovskaya A., Klimenko A.. Modelling of InSb and InAs whiskers growth. // Computational Materials Science. – 1998. – Vol.10. – P.38-41.

3. Bolshakova I. Magnetic microsensors: technology, properties, applications // Sensors & Actuators A. – 1998. – Vol. 68. – P. 282-285.

4. Bolshakova I. Semiconductor sensor materials stable under conditions of hard ionizing radiation // Sensors and Actuators: A. Physical.–2003.–Vol.106–P.344-347.

5. Bolshakova I., Moskovets T., Bolshakov M., Matkovski A., Makoveev V., Zamiatin N., Karpukhin A., Lachinov V. Influence of neutron irradiation on magnetic field sensors // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. – 2000. – Vol.10, №1. - P. 1407-1409.

6. Bolshakova I. Improvement of radiation resistance of magnetic field microsensors //. Sensors & Actuators: А Physical. – 1999. – Vol.76. – P.152-155.

7. Bolshakova I.A., Boiko V.M., Brudnyi V.N., Kamenskaya I.V., Kolin N.G., Makido E.Yu., Moskovets T.A., Merkurisov D.I. The effect of neutron irradiation on the properties of n-InSb whiskers // Semiconductors (Fizika i tekhnika poluprovodnicov). – 2005. – Vol. 39, №7. – P. 780-785.

8. Terra F., Fakhim G., Bol’shakova I.A., Leroi S., Makido E.Yu., Matkovskii A. and Moskovets T. Fabrication, investigation, and application of doped indium antimonide microcrystals in radiation resistant sensors // Russian Physics Journal. – 2003. – Vol.46, №6. – P.601-608.

9. Bolshakova I., Moskovets T., Krukovsky S., Zayachuk D. Radiation resistant microcrystals and thin films of III-V semiconductors // Materials Science & Engineering. – 2000. – B 69-70. – P. 441-443.

10. Bolshakova I., Krukovskii S., Нolyaka R., Matkovskii A., Moroz A. Ways of providing radiation resistance of magnetic field semiconductor sensors // Radiation Physics and Chemistry. – 2001. – Vol.61. – P. 743-745.

11. Bolshakova I., Koptsev P., Melnyk I., Moskovets M., Krukovsky S., Zayachuk D. Control of parameters of III-V compound microcrystals and epitaxial layers by means of complex doping // Crystal Research and Technology. – 2001. – Vol. 36, № 8-10. – P. 989-996.

12. Bolshakova I., Holyaka R., Leroy C. Novel approaches towards the development of Hall sensor-based magnetometric devices for charged particle accelerators // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. – 2002. – Vol.12, №1. – P. 1655-1658.

13. Bolshakova I. and Hristoforou E. Direct Hall measurements of InSb thin films during their irradiation with fast neutrons // .– 2006. – Vol.129, Issues 1-2. –Р.192-196.

14. Kumada M., Bolshakova I. and Holyaka R. New approaches to the creation of strong fields by means of permanent magnets and to the development of sensor devices for their mapping // Russian Physics Journal. – 2003. – Vol.46, №6. – P.631-635.

15. Kumada M., Fujisawa T., Hirao Y., Iwashita Y., Endo M., Aoki M., Kohda T., Bolshakova I., Holyaka R. Development of high field permanent magnet // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. – 2002. – Vol.12, №1. – P. 129-132.

16. Bolshakova I., Holyaka R., Erashok V., Kumada M. High precision mapper for cyclotron magnet // IEEE Transactions on Applied Superconductivity. – 2004. – Vol.14. №2. - P.1818-1821.

17. Большакова И.А., Голяка Р.Л. Способ коррекции характеристик магнитометрических устройств для радиационных условий эксплуатации. // Известия ВУЗов. "Радиоэлектроника". – 2000. –Т. 43, № 9. – С. 45-50.

18. Большакова І.А., Брудний В.Н., Заячук Д.М., Макідо О.Ю., Маслюк В.Т., Мегела І.Г., Московець Т.А., Шуригін Ф.М Вплив електронного опромінення на мікрокристали InSb< Sn> та InAs //Фізика і хімія твердого тіла. – 2005. – T.6, №2. – С.198-202.

19. Большакова И.А., Голяка Р.Л. Функционально интегрированный магнитометрический преобразователь. // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. – 2000. – № 4. – С.40-42.

20. Большакова І.А. Голяка Р.Л. Магнітометри для екстремальних умов експлуатації // Управляющие системы и машины (УСиМ). – 2001. - №2. – С.46-49.

21. Большакова И.А., Макидо Е.Ю., Маслюк В.Т., Мегела И.Г., Московец Т.А., Шурыгин Ф.М. Влияние электронного облучения на микрокристаллы InSb // Известия ВУЗов. Физика. – 2006. – Т.49, №2. – С.42-45.

22. Большакова І.А Мікросенсори на основі мікрокристалів антимоніду та арсеніду індію // Вісник ДУ "Львівська політехніка". Елементи теорії та прилади твердотільної електроніки. – 1998. – № 325. – С. 6-8.

23. Большакова І.А. Застосування магнітних мікросенсорів // Вісник ДУ "Львівська політехніка". Електроніка. – 1998. – № 357. – С. 3-7.

24. Большакова І.А., Московець Т.А., Копцев П.С., Макідо О.Ю. Моделювання фізико-хімічних процесів росту та комплексного легування напівпровідникових мікрокристалів // Вісник НУ "Львівська політехніка". Електроніка. – 2002. – № 455. – С. 121-125.

25. Большакова І.А Отримання мікрокристалів напівпровідників A³B⁵ для створення магнітних мікросенсорів // Вісник ДУ "Львівська політехніка". Елементи теорії та прилади твердотільної електроніки. – 1998. – № 325. – С. 8-10.

26. Большакова І., Голяка Р. Алгоритми термостабілізації функціонально-інтегрованих магнітометичних перетворювачів. // Вісник ДУ "Львівська політехніка". Радіоелектроніка та телекомунікації. – 2000. – № 387. – С.70-75.

27. Большакова І.А., Воронін В.О., Копцев П.С., Мельник І.І., Московець Т.А. Дослідження рівноважного складу газової фази систем InSb-Sn-J₂ та InAs-Sn-J₂ // Вісник НУ "Львівська політехніка". Електроніка. – 2000. – № 401. – С. 54-56.

28. Большакова І.А., Брайлян Р.І., Голяка Р.Л., Єгоров А.Г., Когут І.В., Копцев П.С., Марусенков А.В. Використання радіаційностійких перетворювачів Холла в системах орієнтації космічних апаратів // Вісник НУ "Львівська політехніка". Електроніка. – 2003. – № 482. – С. 39-44.

29. Большакова І.А., Мельник І.І., Московець Т.А. Дослідження впливу легування домішковими комплексами на основі Sn, Cr, Mn та Al на електрофізичні властивості мікрокристалів InSb // Вісник НУ "Львівська політехніка". Електроніка. – 2001. – № 430. – С. 47-54.

30. Большакова І.А. Сенсори та прилади для вимірювання магнітних полів в екстремальних умовах // Вісник НУ "Львівська політехніка". Електроніка. – 2002. – № 459. – С. 29-49.

31. Большакова І.А., Заячук Д. М., Московець Т. А., Макідо О. Ю., Копцев П. С., Шуригін Ф. М. Дослідження температурної залежності параметрів легованих мікрокристалів антимоніду індію в інтервалі температур 77525К // Вісник НУ "Львівська політехніка". Електроніка. – 2003. – № 482. – С. 86-91.

32. Большакова І.А., Кость Я.Я., Луців Р.В., Макідо О.Ю., Московець Т.А. Особливості технології вирощування мікрокристалів InSb, легованих ербієм//Вісник НУ „Львівська Політехніка”. Електроніка.- 2005. – №532. – С.15-20.

33. Большакова І.А., Московець Т. А. Макідо Е.Ю., Шуригін Ф.М. Дослідження масопереносу InSb в системі InSb – J₂// Вісник НУ „Львівська Політехніка”. Електроніка.- 2004. - №513. - C.48-54.

34. Большакова І.А., Макідо О.Ю., Московець Т.А., Шуригін Ф.М., Ковальова Н.В. Опромінення високоенергетичними електронами тонкоплівкових та монокристалічних мікросенсорів на основі InSb // Вісник НУ „Львівська Політехніка”. Електроніка.- 2006. - №558. – С.108-112.

35. Большакова І.А., Голяка Р.В., Єрашок В.Е. Пристрій картографування магнітного поля циклотронних магнітів на основі матриць холлівських сенсорів // Вісник НУ „Львівська Політехніка”. Елементи теорії та прилади твердотільної електроніки.- 2005.– №542. – С.45-52.

36. Большакова І.А., Голяка Р.В., Єрашок В.Є. Гальваномагнітні пристрої для реакторів термоядерного синтезу: основні підходи// Вісник НУ „Львівська Політехніка”. Електроніка.- 2005.– №532. – С.3-14.

37. Bolshakova I., Leroy C., Kumada M. Investigation of indium antimonite microcrystals irradiated with fast neutrons // Вісник НУ “Львівська політехніка”. Елементи теорії та прилади твердотільної електроніки. – 2002. – № 458. – С.241-245.

38. І.А. Большакова, Р.Л. Голяка, О.Ю. Макідо, А.В.Марусенков. Тонкоплівковий гальваномагнітний 3-D сенсор // Вісник НУ „Львівська Політехніка”. Електроніка.- 2006. - №558. – С.35-42.

39. Bolshakova I., Brudnyi V., Boiko V., Kolin N., Kumada M., Leroy C., Merkurisov D.. The radiation hardness of magnetic sensors and devices in extreme conditions of irradiation with high neutron fluxes // Вісник НУ “Львівська політехніка”. Елементи теорії та прилади твердотільної електроніки. – 2004. – №512. – С.86-92.

40. Bolshakova I., Brudnyi V., Kolin N., Koptsev P., Kost Ya., Kovaleva N., Makido O., Moskovets T., Shoorigin F. The behaviour of InSb under the irradiation with reactor neutrons // Вісник НУ “Львівська політехніка”. Елементи теорії та прилади твердотільної електроніки. – 2004. – №510. – С.56-61.

41. Магнитометр: А.с. №758020 СССР, МКИ G 01 R 33/02. / Большакова И.А., Чекурин В.Ф. (СССР) - №2611383, Заявлено 03.05.78; Опубл. 23.08.80, Бюл. №31. – 4 с.

42. Устройство для измерения индукции магнитного поля и температуры: А.с. №763823 СССР, МКИ G 01 R 33/06. / Большакова И.А., Чекурин В.Ф. (СССР) - №2629536, Заявлено 22.05.78; Опубл. 15.09.80, Бюл. №34. – 4 с.

43. Магнітометр: А.с. №840773 СССР, МКИ G 01 R 33/06. / Крикун В.А., Радионов В.А., Борозенец В.Г., Бордах С.И., Большакова И.А., Чекурин В.Ф. (СССР) - №2822060, Заявлено 27.09.79; Опубл. 23.06.81, Бюл. №23. – 4 с.

44. Патент № 26841 України, МКИ 6 G 01 Р 3/487. Пристрій для вимірювання швидкості обертання об’єкта / Большакова І.А., Роговська А.Т., Ворошило Г.І. (Україна); ДУ „Львівська політехніка” - № 93111586; Заявлено 22.02.93; Опубл. 29.12.99, Бюл. №8. – 1 с.

45. Патент № 26839 України, МКИ 6 Н 03 D 3/04, Н 03 D 3/12. Частотний фазовий синхронний дискримінатор / Большакова І.А., Роговська А.Т., Ворошило Г.І. (Україна); ДУ „Львівська політехніка” - № 93101024; Заявлено 22.02.93; Опубл. 29.12.99, Бюл. №8. – 1 с.

46. Патент № 37505 України, МКИ 7 G 01 R 31/02. Електромагнітна система формування керуючих моментів космічного апарата / Большакова І.А., Гладілін В.С., Дмитрієв Б.В., Меланченко О.Г., Нікітіна Н.П., Покатаєв В.М., Попов А.А., Салтиков Ю.Д., Ткали В.Г., Шмідт І.Р. (Україна); ДКБ „Південне” ім.М.К.Янгеля - № 99042336; Заявлено 24.04.99; Опубл. 15.11.02, Бюл. №11. – 6 с.

47. Патент № 52637 України, МКИ 7 G 01 R 33/06, Н 01 L 43/06. Магнітний мультісенсор / Большакова І.А., Гумен С.С., Мороз А.П., Московець Т.А. (Україна) - № 98073795; Заявлено 14.07.98; Опубл. 15.01.03, Бюл. №1. – 3 с.

48. Патент № 52636 України, МКИ 7 G 01 R 33/06, Н 01 L 43/06. Магнітний мікросенсор / Большакова І.А., Гумен С.С., Московець Т.А. (Україна) - № 98073794; Заявлено 14.07.98; Опубл. 15.01.03, Бюл. №1. – 3 с.

49. Патент № 72824 України, МКИ 7 G 01 R 33/06, Н 01 L 43/10. Вимірювальний перетворювач магнітного поля / Большакова І.А., Голяка Р.Л. (Україна) - № 2003032789; Заявлено 31.03.03; Опубл. 15.04.05, Бюл. №4. – 2 с.

50. Патент № 72825 України, МКИ 7 G 01 R 33/06, Н 01 L 43/10. Вимірювальний перетворювач магнітного поля / Большакова І.А., Голяка Р.Л. (Україна) - № 2003032790; Заявлено 31.03.03; Опубл. 15.04.05, Бюл. №4. – 3 с.

51. Патент № 72826 України, МКИ 7 G 01 R 33/06, Н 01 L 43/10. Вимірювальний перетворювач магнітного поля / Большакова І.А., Голяка Р.Л. (Україна) - № 2003032791; Заявлено 31.03.03; Опубл. 15.04.05, Бюл. №4. – 3 с.

52. Патент № 72831 України, МКИ 7 G 01 R 33/06, Н 01 L 43/06. Вимірювальний перетворювач магнітного поля / Большакова І.А., Голяка Р.Л. (Україна) - № 2003065531; Заявлено 13.06.03; Опубл. 15.04.05, Бюл. №4. – 3 с.

53. Патент № 72832 України, МКИ 7 G 01 R 33/06, Н 01 L 43/06. Вимірювальний перетворювач магнітного поля / Большакова І.А., Голяка Р.Л. (Україна) - № 2003065533; Заявлено 13.06.03; Опубл. 15.04.05, Бюл. №4. – 3 с.

54. Патент № 73816 України, МКИ 7 G 01 R 33/06. Вимірювальний перетворювач магнітного поля / Большакова І.А., Голяка Р.Л. (Україна) - № 2003065532; Заявлено 13.06.03; Опубл. 15.09.05, Бюл. №9. – 3 с.

55. Патент №74628 України, МКИ МПК(2006) G 01 R 33/06, Н 01 L 43/00. Багатопозиційний 3-D сенсор магнітного поля / Большакова І.А., Голяка Р.Л. (Україна) - № 2003098632; Заявлено 22.09.03; Опубл. 16.01.06, Бюл. №1. – 3 с.

56. Патент № 76132 України, МКИ МПК(2006) G 01 R 33/06, Н 01 L 43/06. Вимірювальний перетворювач магнітного поля / Большакова І.А., Голяка Р.Л. (Україна) - № 2003076517; Заявлено 11.07.03; Опубл. 17.07.06, Бюл. №7. – 4 с.

57. Заявка GB2427700 на патент Великобританії, G1U U1S Int Cl G01R 35/00 (2006.01) G01R 33/07 (2006.01). Magnetic field measurement with continuous calibration. Priorities: [UA200506331 29 Jun 2006] / Bolshakova I., Holyaka R. (Ukraine) – GB0518433.8; Заявлено 09.09.05; Опубл. 03.01.07, Patents and Designs Journal No.6137. – 10 p.

58. Заявка FR 2 887 991 на патент Франції, Int Cl G 01 R 33/06 (2006.01) Procede de mesure du champ magnetique quasi-statique. Priorite: [29.06.06 UA 200506331]/ Bolshakova I., Holyaka R. (Ukraine) – 05 08903; Заявлено 31.08.05; Опубл. 05.01.07, Bulletin 07/01. – 10 p.

59. Bolshakova I., Brudnyi V., Holyaka R., Kolin N., Kumada M., Leroy C., Matkovsky A. Experimental investigation of High-energy neutron effect on indium antimonide semiconductor microcrystals directly during their irradiation in reactor channel // Proc. 8th International Conference on Advanced Technology and Particle Physics (VOIC2003). - Villa Olmo, Como (Italy). – on-line:

60. Брудный В.Н., Большакова И.А., Каменская И.В., Колин Н.Г. Образование радиационных дефектов в InSb при облучении высокоэнергетическими частицами. // Proc. of 12-th. International Conference On Radiation Physics and Chemistry Of Inorganic Materials (RPC-12). - Tomsk (Russia). - 2003. - Р.235-239

61. Bolshakova I., Duran I., Kulikov S., Kumada M., Leroy C. Radiation resistant magnetic sensors for accelerators // Proceedings of 9th European Particle Accelerator Conference (EPAC04). – Lucerne (Switzerland). – 2004. – P.773-775.

62. Bolshakova I., Brudnyi V., Holyaka R., Kolin N., Leroy C., Luschikov V., Shoorygin F. Magnetic F Sensors under Extreme Conditions // Proc. 18th International Conference on Solid-State Sensors (EUROSENSORS XVIII). - Rome (Italy). – 2004. –Р. 526-527.

63. Hristoforou E., Bolshakova I., Holyaka R.; Duran I.; Stockel J.; Viererbl L.; Vayakis G. Sensors and instrumentation for the magnetic field measurement under high neutron fluences// Proc. of IEEE Sensors 2004 Conf. – Vienna (Austria), – 2004. - Vol.3. - P. 1075-1077.

64. Duran J., Hron M., Stckel J. J., Viererbl L., Volk R., erva V., Bolshakova I., Holyaka R., Vayakis G. Stability of the Hall sensors performance under neutron irradiation // Proceedings of the 12th International Congress on Plasma Physics (ICPP 2004). – Nice (France). - 2004. –

65. Bolshakova I., Coccorese V., Duran I., Gerasimov S., Holyaka R., Moreau P., Murari A., Saint-Laurent F., Stockel J. and JET EFDA Contributors. Present-day Experience In The Use of Galvanomagnetic Radiation Hard Transducers in Fusion Devices // Proceeding of 13th International Congress on Plasma Physics (ICPP’ 2006) – Kiev (Ukraine) – 2006. – P.B124 (CD). .

66. Murari A., de la Luna E., Brzozowski J., Edlington T., Angelone M., Bolshakova I., Ericcson G., Gorini G., Holyaka R., Kaellne J., Kiptily V., LeGuern F., Pillon M., Rubel M., Santala M., Tardocchi M. and JET-EFDA contributors. Progress in Diagnostic ITER-relevant Technologies at JET // Proc. of the 21st IAEA Fusion Energy Conference (IAEA2006) – Chengdu (China).- 2006.- IT/P1-23.- P.1-8 www-pub.iaea.org/MTCD/Meetings/FEC2006/it_pl-23.pdf

67. Donn A.J.H., Costley A.E., for the ITPA Topical Group on Diagnostics (Additional contributing authors: Bertalot L., Bolshakova I., Esposito B., Holyaka R. at all). High Priority R&D Topics in Support of ITER Diagnostic Development // Proc. of the 21st IAEA Fusion Energy Conference (IAEA2006) – Chengdu (China).– 2006.– IT/P1-24.– P.1-8

68. Большакова И.А., Брудный В.Н., Голяка Р.Л., Макидо Е.Ю., Марусенков А.В., Мороз А.П. Тонкопленочный III-V полупроводниковый 3-D сенсор магнитного поля // Материалы 9^ой международной конференции «Арсенид Галлия и полупроводниковые соединения группы III-V» (GaAs-2006). – Томск (Россия). - С.541-544