Мироненко Игорь Германович – доктор технических наук (1979), профессор (1981) кафедры микрорадиоэлектроники и технологии радиоаппаратуры. Автор более 150 научных работ.
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Igor G. Mironenko, Dr Sci. (Eng.) (1979), Professor (1981) of the Department of Microradioelectronics and Radio Equipment Technology
5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022
Соколов Сергей Сергеевич – доктор технических наук (1993), профессор (1995) кафедры микрорадиоэлектроники и технологии радиоаппаратуры. Автор более 150 научных работ.
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Sergey S. Sokolov, Dr Sci. (Eng.) (1993), Professor (1995) of the Department of Microradioelectronics and Radio Equipment Technology
5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022
Шевченко Майя Евгеньевна – кандидат технических наук (1997), доцент (2002) кафедры радиоэлектронных средств
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Maya E. Shevchenko, Cand. Sci. (Eng.) (1997), Associate Professor (2002) of the Department of Radio Electronics Equipment
5, Professor Popov St., St Petersburg 197002
Севериков Василий Сергеевич – магистр по специальности "Техническая физика" (2019); аспирант кафедры микрорадиоэлектроники и технологии радиоаппаратуры
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Vasily S. Severikov, Master in Technical Physics (2019); Postgraduate student of the Department of Microradioelectronics and Radio Equipment Technology
5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022
Фам Конг Че – магистр по специальности "Радиоэлектронные системы" (2016); аспирант кафедры микрорадиоэлектроники и технологии радиоаппаратуры
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Fam Kong Che, Master in Radioelectronic systems (2016); Postgraduate student of the Department of Microradioelectronics and Radio Equipment Technology
5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022
Протченко Артемий Игоревич – инженер по специальности "Материаловедение и технологии новых материалов" (2000); заместитель генерального директора по государственному оборонному заказу
ул. Цветочная, д. 25, к. 3, лит. Б, Санкт-Петербург, 196006
Artemy I. Protchenko, engineer in Materials Science and Technologies of New Materials (2000); Deputy Director General for State Equipment Order
25, build. 3, let. B, Tsvetochnaya St., St Petersburg 196006
Шарова Наталья Николаевна – инженер по специальности "Прикладная математика и информатика" (1997); заместитель генерального директора
ул. Цветочная, д. 25, к. 3, лит. Б, Санкт-Петербург, 196006
Natalia N. Sharova, Engineer in Applied Mathematics and Computer Science (1997); Deputy General Director
25, build. 3, let. B, Tsvetochnaya St., St Petersburg 196006
Буровихин Антон Павлович – инженер 2-й категории лаборатории технологии материалов и элементов интегральной радиофотоники
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Anton P. Burovikhin, engineer of the Laboratory of Technology of Materials and Elements of Integrated Radiophotonics
5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022
Иванов Аркадий Анатольевич – доктор технических наук (2018), профессор (2020) кафедры микрорадиоэлектроники и технологии радиоаппаратуры
ул. Профессора Попова, д. 5 Ф, Санкт-Петербург, 197022
Arkady A. Ivanov, Dr Sci. (2018), Professor (2020) of the Department of Microradioelectronics and Radio Equipment Technology
5 F, Professor Popov St., St Petersburg 197022
Введение. Создание современной электронной компонентной базы с улучшенными характеристиками возможно с применением новых материалов и технологий их изготовления. Поэтому важен вопрос анализа электрических параметров электронных компонентов, содержащих материалы, расширяющие их функциональные возможности. Стабилизация электрических свойств конденсаторов с переменной емкостью при изменении управляющего напряжения вследствие температурных воздействий является актуальной задачей. Решить ее можно используя совокупность нелинейных диэлектриков, свойства которых взаимно компенсируют нестабильность эффективной диэлектрической проницаемости емкости в широком интервале температур. К таким материалам относятся сегнетоэлектрики, обладающие спонтанной поляризацией, зависящей от температуры и стороннего электрического поля.
Цель работы. Создание расчетных моделей планарных щелевых и сэндвич-структур, содержащих многослойные пленки с изменяемыми по толщине стехиометрическими составами сегнетоэлектрических материалов. На основе таких структур можно спроектировать конденсаторы, емкость которых зависит от управляющего напряжения. Их можно использовать в качестве сосредоточенных элементов схем, работающих в диапазонах НЧ–СВЧ-длин волн и обладающих высокой температурной стабильностью.
Материалы и методы. Вычислительные математические модели для анализа слоистых структур созданы с помощью метода конформных отображений и использования граничных условий для касательных и нормальных компонент электрического поля.
Результаты. Выполнен анализ емкости щелевого и сэндвич (плоскопараллельного)-конденсаторов на многослойных структурах. Получены результаты расчета емкости конденсаторов в зависимости от количества сегнетоэлектрических слоев и их толщин с различными стехиометрическими составами, обеспечивающими требуемую стабильность в заданном интервале температур. Увеличение количества слоев в структуре с трех до пяти расширяет температурный диапазон стабилизации эффективной диэлектрической проницаемости емкости с ~50 °С до ~120…160 °С.
Заключение. Созданные математические модели позволили численно оценить температурную и полевую стабильность многослойных пленочных структур на основе бариево-стронциевых составов для применения их в качестве основы при построении компонентной базы с электрической перестройкой емкости.
Introduction. The creation of a modern electronic component base with improved characteristics is possible with the use of new materials and technologies for their manufacture. Therefore, it is important to analyze the electrical parameters of electronic components when using materials in their design that expand their functionality. Stabilization of the electrical properties of capacitors with variable capacitance when the control voltage changes due to temperature influences is an urgent task. Its solution can be performed using a set of nonlinear dielectrics, the properties of which mutually compensate for the instability of the capacitance over a wide temperature range.
Aim. Creation of computational models of planar slit structures containing multilayer films with thickness-variable stoichiometric compositions of ferroelectric materials. Based on such structures, it becomes possible to design capacitors whose capacitance varies from the control voltage and which can be used as concentrated circuit elements operating in the low–frequency - microwave wavelength ranges and having high temperature stability.
Materials and methods. Computational mathematical models for the analysis of layered structures are performed using the method of conformal maps and the use of boundary conditions for tangential and normal components of the electric field.
Results. The capacitance of slit and plane-parallel capacitors on multilayer structures is analyzed. The results of calculating the capacitance of capacitors from the number of ferroelectric layers and their thicknesses with various stoichiometric compositions providing the required stability in a given temperature range are obtained. Increasing the number of layers in the structure from three to five expands the temperature range of stabilization of the effective dielectric constant of the tank from ~50 °C to ~120…160 °C.
Conclusion. The created mathematical models made it possible to numerically evaluate the temperature and field stability of multilayer film structures based on barium strontium compositions for their use as a basis for constructing a component base with electrical capacity adjustment.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.