ЧАСТОТНО-ВИБІРНІ ПРИСТРОЇ НА ОСНОВІ ЕЛЕКТРОМАГНІТНИХ КРИСТАЛІВ :

Краткое содержание

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

У  вступі  обґрунтовано  актуальність  теми  дисертаційної  роботи,

сформульовано мету і задачі дослідження, визначено об’єкт,  предмет та методи

дослідження, показано зв’язок роботи з науковими програмами та НДР. Визначено

наукову новизну та сформульовано постанову задачі дисертаційної роботи.

У  розділі 1  виконано аналіз фізико-технічних основ ФК та пристроїв на їх

основі. Звернуто увагу на особливості фізичної і структурної аналогії  природних

кристалів  і штучних КС. Детально розглянуто варіанти побудови пристроїв на

основі ЕК. На основі виконаного огляду сформульовано задачі дослідження.

Фізико-технічні  принципи  електроніки  і  мікроелектроніки  базуються  на

керуванні  дрейфовим  рухом  електронів  у  кристалічних  ґратах  твердого  тіла,  а

наноелектроніки   на керуванні тунелюванням електронних хвиль крізь бар'єрні

структури, у тому числі КС. Останнім часом інтенсивно розвиваються дослідження

аналогічних  природним  кристалам  штучних  КС.  Ці  структури  складають  основу

нових  різноманітних  інтегральних  пристроїв  обробки  сигналів,  перш  за  все

наноелектронних.

Принципові  особливості  кристалів  та  КС  проявляються  в  одновимірних

структурах. На рис. 1, a показано залежність потенціалу для кристала згідно моделі

Кроніга    Пенні.  Цю  залежність  можна  розглядати  і  як  залежність  квантово-механічного  імпедансу  для  кристала  або  хвильового  імпедансу  для  КС  будь-якої

природи [8]. Імпедансний бар'єр моделює неоднорідність КС.

По відношенню до електронів як хвиль де Бройля кристалічні ґрати  або КС  є

хвилевим  фільтром.  В  результаті  деструктивної  і  конструктивної  інтерференції

хвиль,  відбитих  від  окремих  неоднорідностей,  формуються  відповідно  смуги

пропускання і подавлення фільтру або дозволені і заборонені енергетичні зони.

На  рис.  1,б  схематично  показано  залежність  коефіцієнта  проходження  T  від

енергії  E  або  частоти  f  для  ідеального  необмеженого  кристала  або  КС.  Смуги

пропускання I  і подавлення II  відповідають дозволеним  і  забороненим зонам  (ЗЗ).

Пропускання хвиль обумовлене резонансним проходженням в дозволених зонах і

тунелюванням  в  заборонених.  Характеристика  ілюструє  ключову  властивість  КС:

повну прозорість  в дозволених зонах  і непрозорість  в заборонених, що забезпечує

гранично  можливий  діапазон  керування  сигналами  від  1  до  0  і  нескінченну  їх

розв’язку. Для реальної КС розв’язка скінченна і характеризує її ефективність.