Резюме на постигнатите резултати за Втория етап

Резюме на постигнатите резултати през Втория етап

Екпериментално са изследвани и проверени с различни видове образци установените от екипа нови закономерности - магнитноуправляем повърхностен ток в полупроводниците и специфичното поведение на индивидуалните потенциали върху срещуположните страни на полупроводниковите структури на Хол от действието на силата на Лоренц. Потвърдено е, че магнитноуправляемият повърхностен ток има същото линейно и полярно поведение от магнитното поле и захранващия ток както напрежението на Хол. Осъществената от екипа интерпретация и анализ на процесите установи, че първопричината за класическия ефект на Хол е именно управлението на повърхностния ток в полупроводниците от силата на Лоренц, а не тривиалното натрупване на неподвижни разноименни товари върху срещуположните страни както се считаше до сега. Поведението на потенциалите върху страните на образците с геометрия на Хол също се отличава от съществуващите модели. Чрез изобретената от екипа нова компенсационна тримерна схема, напълно е неутрализирано негативното влияние на квадратичното магнитосъпротивление върху Холовите потенциали. Това позволи за първи път да докажем, че Холовият потенциал е линеен от магнитното поле върху тази повърхност на образеца на Хол, от която силата на Лоренц отнема токоносителите. Потенциалът на Хол върху срешуположната повърхност с повишена концентрация на носителите съдържа нелинейна компонента. Това неизвестно до сега поведение на индивидуалните потенциали се дължи на магнитноуправляемия повърхностен ток в проводящите материали и връзката му с основните повърхностни параметри.

Възпроизводимата галваномагнитна информация за повърхността е приложена за първи път в създаването на три взаимнодопълващи се метода за определяне на повърхностната проводимост, повърхностния потенциал и приповърхностната подвижност на токоносителите, които са патентовани от екипа. В сравнение с известните до момента метрологични процедури, новата експериментална методология е опростена, опитно доказуема с минимален брой ad hock допускания и дава експресни данни за повърхностните свойства на полупроводниците. Също така на основата на новите закономерности са предложени, моделирани, експериментално изследвани и патентовани иновативни разновидности двуколекторни магнитотранзистори, двумерни 2D и тримерни 3D векторни магнитометри с подобрени сензорни характеристики, и особено с нестандартно висока чувствителност. Изследванията са осъществени в широк температурен диапазон, включително при криогенни температури за изясняване ролята на екстремалните условия върху процесите.

Експериментите са осъществени с дигитална апаратура и стандартизирани измервателни методи и технологии, включително със серийно произвеждани елементи на Хол. Всичко това позволява проверка и развитие на нашите резултати от други екипи, което е съществено предимство с възможност за надграждане. За първи път е доказана важната роля на измерването на индивидуалните Холови потенциали като изследователски подход за получаване на нова сензорна информация, в това число и за термоелектричните процеси.

Резултатите от Втория етап са защитени с 11 заявки за патенти за изобретения, една статия в списание с висок импакт фактор – 2.739 с ранг Q2, една монография, общо 12 авторски публикации по проекта, включително доклади на престижни международни конференции, реферирани в базата данни WoS и Scopus, като 2 са на международни форуми. На тях приносите и резултатите бяха високо оценени от колегията, и е основание за успешното финализиране на ФНИ-темата. Освен това в рамките на проекта има 2 защитени PhD дисертации и една хабилитация в доцентура на учени от екипа.


СПИСЪК НА АВТОРСКИ ПУБЛИКАЦИИ ПО ПРОЕКТА ЗА 2-ЕТАП

  1. S. Lozanova, A. Ivanov, C. Roumenin, From magnetoresistor element to in-plane sensitive Hall device, Sensors and Actuators, A 299 (2019) 111596; doi/org/10.1016/j.sna.2019.111596, IF = 2.739 Q2
  2. S. Lozanova, I. Kolev, A. Ivanov, Ch. Roumenin, In-plane sensitive magnetoresistors as a Hall device, Proceedings, 2 (4) 710 (2018), doi: 10.3390/proceedings2130710
  3. И. Беловски, А. Александров, Изследване и моделиране на термоелектрически преобразуватели на енергия, Монография, издат. „Проф. д-р Асен Златаров”, 2019, ISBN 978-619-7123-99-9
  4. A. Aleksandrov, D. Kazolis, G. Goranov, I. Belovski. Analog-Behavioural Approach for Modelling a Dual-Collector Magnetotransistor in a Static Mode of Operation. In: 2019 Conference in Telecommunications, Informatics, Energy and Management, 12-14 September, Kavala, Greece, TIEM 2019 – Proceedings of Papers, 2019, 232-236, ISSN 2367-8437
  5. P. Panaiotov, G. Goranov. Development of Control System Based on the Fuzzy Controller. In: 10th National Conference with International Participation, ELECTRONICA 2019 – Proceedings May 2019, Electronic ISBN: 978-1-7281-3622-6, Article number 8825635, DOI: 10.1109/ ELECTRONICA.2019.8825635.
  6. S. V. Lozanova, A. J. Ivanov and C. S. Roumenin, Magnetotransistor Sensors with Different Operation Modes, Proc. XXIX International Scientific Symposium Metrology and Metrology Assurance 2019, 978-1-7281-2213-7/19/ ©2019 IEEE.
  7. S. Lozanova, I. Kolev, A. Ivanov, Ch. Roumenin, 2D in-plane sensitive Hall-effect sensor, Proceedings, 2 (4) 711 (2018), doi: 10.3390/proceedings2130711
  8. S. Lozanova, I. Kolev, A. Ivanov, Ch. Roumenin, Low-offset in-plane sensitive Hall arrangement, Proceedings, 2 (4) 713 (2018), doi: 10.3390/proceedings2130713
  9. S. Lozanova, A. Ivanov, C. Roumenin, 2D In-plane Sensitive Hall Device, Proc. The Tenth Intern. Conf. on Sensor Device Technologies and Applications, SENSORDEVICES 2019, IARIA, 2019, pp. 72-75; ISBN: 978-1-61208-745-0.
  10. S. Lozanova, In-plane magnetosensitive Hall microsensor, Proc. of the Intern. Scient. Confer. UNITECH '19, 2019, vol. 1, pp. 215 – 219
  11. S. V. Lozanova, A. J. Ivanov and C. S. Roumenin, Transistor Based Multidimensional Magnetometer, 2019, Proc. X National Conference with IEEE International Participation (ELECTRONICA), Sofia, Bulgaria, 2019, pp. 1-4.doi: 10.1109/ELECTRONICA.2019.8825591
  12. S. V. Lozanova, A. J. Ivanov and C. S. Roumenin, Three-dimensional Field Sensing with Magnetotransistors, Proc. XXVIII International Scientific Conference Electronics – ET 2019, doi:10.1109/ET.2019.8878505, ISBN: 978-172812574-9,©2019 IEEE
  13. G. Goranov, A. Aleksandrov, D. Kazolis, G. Mironova. Microprocessor System for Studying the Parameters of Dual-collector Bipolar Magnetic Transistor. In 2019 - IEEE International conference on High Technology for Sustainable Development HiTech, Electronic ISBN: 978-1-5386-7039-2

С П И С Ъ К НА ЗАЯВКИТЕ ЗА ПАТЕНТИ ЗА ИЗОБРЕТЕНИЯ ПО 2-ЕТАП НА ПРОЕКТА

  1. Ч.С. Руменин, С.В. Лозанова, А.Й. Иванов, Метод за определяне на повърхностната проводимост в полупроводници, Патентен регистров № 113036/29.11.2019
  2. С.В. Лозанова, Ч.С. Руменин, А.Й. Иванов, Метод за определяне на повърхностния потенциал в полупроводници, Патентен регистров № 113038/29.11.2019
  3. Ч.С. Руменин, С.В. Лозанова, А.Й. Иванов, Метод за определяне на приповърхностната подвижност на токоносителите в полупроводници, Патентен регистров № 113037/29.11.2019
  4. С.В. Лозанова, А.Й. Иванов, Ч.С. Руменин, Сензор на Хол с равнинна чувствителност, Патентен регистров № 112878/07.02.2019
  5. С.В. Лозанова, Сензор на Хол, Патентен регистров № 112918/18.04.2019 г.
  6. С.В. Лозанова, Микросензор на Хол с равнинна чувствителност, Патентен регистров № 112935/15.05.2019
  7. С.В. Лозанова, Електронно устройство с равнинна магниточувствителност, Патентен регистров № 112991/03.09.2019
  8. С.В. Лозанова, Ч.С. Руменин, Интегрален сензор на Хол с равнинна чувствителност, Патентен регистров № 113014/16.10.2019
  9. С.В. Лозанова, А.Й. Иванов, Ч.С. Руменин, Двумерен микросензор за магнитно поле, Патентен регистров № 112966/17.07.2019
  10. Д.Й. Димитров, Ч.С. Руменин, Равнинно-магниточувствително устройство на Хол, Патентен регистров № 113018/05.11.2019
  11. С.В. Лозанова, А.Й. Иванов, И. Цв. Колев, Ч.С. Руменин, Елемент на Хол, Патентен регистров № 113027/12.11.2019