п»ї НОВ НЕРАЗРУШИТЕЛЕН МЕТОД ЗА ИЗСЛЕДВАНЕ НА ПОВЪРХНОСТТА НА ПОЛУПРОВОДНИКОВИ СТРУКТУРИ

Резюме на постигнатите резултати за Първия етап


Установени са експериментално две неизвестни до сега закономерности в сензориката. Първата се заключава в линеен от магнитното поле потенциал на Хол върху тази повърхност на класическите правоъгълни елементите на Хол с ортогонално активизиране с магнитно поле, от която силата на Лоренц отнема токоносителите, независимо от стойността на захранващия ток и магнитната индукция. Потенциалът на Хол на срешуположната повърхност с повишената концентрация на електроните е нелинеен. Това ново явление се дължи на магнитноуправляемия повърхностен ток в проводящите материали, също установен за първи път от екипа на проекта, и послужил за основа на новия метод като нелинейността възниква от допълнителен ток върху съответната Холова страна.

Втората закономерност се отнася до аномалии в поведението на двата Холови потенциала на елементи на Хол с ромбоидна форма от n-InSb и n-InAs. Тези особености се изразяват в това, че вместо потенциалите да са вечетни и линейни от захранващия ток и магнитното поле, те съдържат две части - линейна и нелинейна. При относително високи стойности на магнитната индукция и захранващия ток нелинейната компонента е с тенденция за насищане. Зависимостите на положителния и отрицателния потенциал от тока и магнитното поле са асиметрични като положителният Холов потенциал и в двата вида образци е винаги с по-висока стойност спрямо нулевата в сравнение с отрицателния. Описаните характеристики са нетипични за ефекта на Хол. Съгласно предложената от екипа интерпретация тези аномалии са в резултат от остроъгълната форма на структурите. Силата на Лоренвц повишава повърхностната плътност на електроните в единия връх с Холов електрод и формира обемен пространствен товар от положителните донорни йони в областта на срещуположния връх. Магнитноуправляваният повърхностен ток по периферията на една от страните шунтира отрицателната компонента на полето на Хол и ограничава нейното нарастване.

Експериментите са проведени с дигитална измервателна схема и серийно произвеждани сензори на Хол. Това позволява проверка и развитие на нашите резултати от други екипи, което е съществено предимство. За първи път е доказана важната роля на измерването на индивидуалните Холови потенциали като изследователски подход за получаване на нова сензорна информация. Наблюдаваните ефекти служат за конструиране на ново поколение високоточни магнитометри и разработване на иновативен метод за характеризиране на повърхността на полупроводниковите структури.

За първия етап са публикувани общо две статии в списания с импакт фактор, подадени са в Националното патентно ведомство на Р. България 9 заявки за патенти за изобретения и са изнесени три доклада на престижни европейски конференции и три на международна конференция по сензорика и електроника. Получена е покана от сп. IEEE Sensors Journal за обзорна статия по получените резултати.


СПИСЪК НА АВТОРСКИ ПУБЛИКАЦИИ ПО ПРОЕКТА ЗА 1-ЕТАП

  1. S. Lozanova, S. Noykov, C. Roumenin, Two-axis silicon Hall effect magnetometer, Sensors and Actuators, A 267 (2017) 177-181
  2. Lozanova S., L. Altunyan, S. Noykov, A. Ivanov, C. Roumenin, A nonlinearity induced by the Lorentz force in Hall devices, Compt. rendus ABS, 70(7) (2017) 1011-1018.
  3. S. Lozanova, S. Noykov, A. Ivanov, C. Roumenin, In-plane magnetosensitive double Hall device, Proc. of XXVI IEEE International Scientific Conference Electronics - ET2017, pp, 19-21
  4. S. Lozanova, S. Noykov, L. Altunyan, A. Ivanov, Ch. Roumenin, A novell Hall magnetometer using dynamic offset cancellation, Proceedings, 1 (4) 329 (2017), doi: 10.3390/proceedings1040329
  5. S. Lozanova, S. Noykov, A. Ivanov, Ch. Roumenin, Angle measurement and 3D magnetic field sensing using circular Hall microsensor, Proceedings, 1 (4) 330 (2017), doi: 10.3390/proceedings1040330
  6. S. Lozanova, L. Altunyan, S. Noykov, A. Ivanov, Ch. Roumenin, Temperature influence on Hall sensors nonlinearity, Proc. of the Intern. Scient. Confer. UNITECH '17, 2017, vol. 1, pp. I-341-I-345.
  7. I. Belovski, A. Aleksandrov, D. Kazolis, Study of operation of Peltier modules in cascade, Proc. of the Intern. Scient. Confer. UNITECH '17, 2017, vol. 1, pp. I-207-I-211
  8. I. Genchev, I. Belovski, D. Kazolis, Modeling starting and stopping an electric throttle with sequentially incorporated electromagnetic brake in one of the phases, Proc. of the Intern. Scient. Confer. UNITECH '17, 2017, vol. 1, pp. I-287-I-292
  9. I. Kandov, A. Aleksandrov, G. Goranov, System for collecting and processing information from a Hall sensor via a single board computer, Proc. of the Intern. Scient. Confer. UNITECH '17, 2017, vol. 1, pp. I-327-I-330
  10. G. Goranov, P. Hubenov, Schematic design of I2C communication based on logics, The 5th Intern. Confer. on Advanced Scientific Results, ScieConf, 2017, vol. 5(1), pp.248-252.
  11. A. Aleksandrov, G. Goranov, P. Hubenov, Mathematical model of structured menu based on logics, The 5th Intern. Confer. on Advanced Scientific Results, ScieConf, 2017, vol. 5(1), pp. 244-247.

СПИСЪК НА ИЗОБРЕТЕНИЯ ПО ПРОЕКТА ЗА 1-ЕТАП

  1. С.В. Лозанова, Ч.С. Руменин, Равнинно-магниточувствително устройство на Хол, Патентен регистров № 112436/09.01.2017 г.
  2. С.В. Лозанова, Ч.С. Руменин, Микросензор на Хол, Патентен регистров № 112442/19.01.2017 г.
  3. С.В. Лозанова, Ч.С. Руменин, Магниточувствителен сензор, Патентен регистров № 112445/24.01.2017 г.
  4. С.А. Нойков, С.В. Лозанова, Ч.С. Руменин, Магнитометър на Хол, Патентен регистров № 112472/09.03.2017 г.
  5. С.В. Лозанова, Ч.С. Руменин, Микросензор на Хол, Патентен регистров № 112485/04.04.2017 г.
  6. С.В. Лозанова, Л.О. Алтунян, С.А. Нойков, А.Й. Иванов, Ч.С. Руменин, Магнитометър на Хол, Патентен регистров № 112514/30.05.2017 г.
  7. С.В. Лозанова, С.А. Нойков, А.Й. Иванов, Ч.С. Руменин, Eлемент на Хол, Патентен регистров № 112532/27.06.2017 г.
  8. С.В. Лозанова, Ч.С. Руменин, Безконтактно устройство за преместване, Патентен регистров № 112607/25.10.2017 г.
  9. С.В. Лозанова, Ч.С. Руменин, Магниточувствителен полупроводников сензор, Патентен регистров № 112639/29.11.2017 г.