Нов неразрушителен метод за изследване на повърхността на полупроводникови структури

Цел на проекта “Нов неразрушителен метод за изследване на повърхността на полупроводникови структури”: на основата на експериментално открита от екипа сензорна закономерност – „Магнитноуправляем повърхностен ток в проводящите материали” се планира създаване на нов експресен неразрушителен метод за изследване качеството и свойствата на повърхността на полупроводникови структури като Si, InSb, InAs, GaAs и др.

Актуалността се определя от факта, че повърхността на твърдотелните структури е по-скоро наноразмерен електронен елемент, отколкото  граница на кристалната решетка.

Постигнати резултати за Първия етап от проекта (2017 г.):

Установени са експериментално две неизвестни до сега закономерности в сензориката, свързани с повърхността. Първата се заключава в линеен от магнитното поле потенциал на Хол върху тази равнина на класическите правоъгълни Холови елементи, от която силата на Лоренц отнема токоносителите. Потенциалът на Хол на срешуположната повърхност с повишената концентрация на електроните е нелинеен. Това ново явление се дължи на магнитноуправляемия повърхностен ток като нелинейността възниква от допълнително генериран ток върху съответната Холова повърхност.

Втората закономерност се отнася до аномалии в поведението на двата Холови потенциала на елементи с ромбоидна форма. Тези особености се изразяват в това, че вместо потенциалите да са нечетни и линейни от захранващия ток и магнитното поле, те съдържат линейна и нелинейна част. Зависимостите на положителния и отрицателния потенциал от тока и магнитното поле са асиметрични като положителният Холов потенциал 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 повърхността.

Серийно роизвеждани Холови сензори, използвани в експериментите

Експериментите са проведени със 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 нов изследователски подход за получаване на сензорна информация. Наблюдаваните ефекти служат както за конструиране на оригинални високоточни магнитометри за целите на роботиката и мехатрониката, така и за разработване на иновативен метод за характеризиране на повърхността на полупроводниковите структури.

Експерименталното доказателство за една от новите сензорни закономерности

През Първия етап са публикувани общо две статии в списания с импакт фактор, подадени са 9 заявки за патенти за изобретения, изнесени са 3 доклада на престижни европейски конференции и три на международни конференция. Получена е покана от сп. IEEE Sensors Journal за обзорна статия по получените резултати.