The paper deals with the preparation and measurement of an experimental polymer graphite cathode that seems to be a promising and cheap source of electrons utilizing cold field-emission in high- and ultra-high vacuum. Polymer graphite seems to be a proper material as it contains a large amount of hybridized carbon with a low degree of surface oxidation and silicon monoxide (SiO). Within the frame of this work, a special experimental method of tip preparation has been designed and tuned. This method is based on ion milling inside a dual-beam electron microscope enabling to obtain ultra-sharp tips of a diameter smaller than 100 nm with a predefined opening angle. The charge transport within experimental samples is evaluated based on results provided by the noise spectroscopy of the total emission current in the time and frequency domains.
Noise diagnostics has been performed on the cold field-emission cathode in high-vacuum. The tested cold fieldemission cathode, based on tungsten wire with ultra-sharp tip coated by epoxy was designed to meet the requirements of transmission electron microscopy, which uses a small and stable source of electrons. Current fluctuations are reduced by improving the structure and fabrication technology. Noise was measured both in time and frequency domains, which gives information about current fluctuations and also about charge transport. Mutual correlation between the noise spectral density, extractor voltage and beam brightness was analyzed.
The paper presents a model for RTS noise in submicron MOSFETs which can explain some of complex switching phenomena being measured in nanoscale devices. A modified two-step approach is proposed. The charge carrier quantum transitions represent a primary process X(t), which involves two or three quantum states. The measurable quantity is the current modulation, which has discrete states and is represented by a secondary process Y(t). From the dependence of the capture time constant c on the drain current we can calculate x-coordinate of the trap position.
PL
W pracy przedstawiono model szumu RTS w submikronowych tranzystorach MOSFET, który może wyjaśnić niektóre ze złożonych zjawisk przełączania obserwowanych w przyrządch o nanoskali. Zaproponowano zmodyfikowane podejście dwu etapowe. Kwantowe przejścia nośników ładunku reprezentują pierwotny proces X(t) o dwóch lub trzech stanach kwantowych. Wielkością mierzalną jest modulacja prądu o stanach dyskretnych, reprezentujaca proces wtórny Y(t). Na podstawie zależności stałej czasowej pułapkowania c od prądu drenu można wyznaczyć współrzędną x położenia pułapki.
Przedstawiono nową metodę badań nieniszczących elementów przewodzących do wykrywania defektów. W metodzie wykorzystano efekty nieliniowe powstające wskutek nieharmonicznego ruchu atomów podlegających wibracjom ultradźwiękowym (wzajemnego oddziaływania fononów ultradźwiękowych i elektronów wskutek istnienia defektu powodującego nieliniowości). Testowana próbka jest pobudzana przez sygnały harmoniczne: elektryczny i ultradźwiękowy o różnych częstotliwościach. Wskutek nieliniowości powodowanej przez defekt struktury próbki powstaje nowy sygnał harmoniczny o częstotliwości różnicowej sygnałów stymulujących. Opisano system do pomiaru spektroskopii elektro-ultradźwiękowej. Zaproponowana metoda została zweryfikowana przy pomiarach warystorów wysokonapięciowych. Stwierdzono, że amplituda sygnału intermodulacyjnego jest liniową funkcją pobudzającego sygnału ultradźwiękowego.
EN
The paper describes new non-destructive testing method of conducting solids with defects or cracks. This method is based on nonlinear effects created by anharmonic motion of atoms subjected to ultrasonic vibrations. Physical principle follows from ultrasonic phonons interaction with electrons on defect caused nonlinearity. Tested sample is excited by harmonic electrical and ultrasonic signals with different frequencies. On the defect caused nonlinearity new harmonic signal is created with frequency given by subtraction of excited frequencies. The system for electro-ultra-sonic spectroscopy measurements bas been described. The method was verified by high-voltage varistors measurements It was found that amplitude of intermodulation component is linear function of ultrasonic excitation.
Methods of nonlinear effects analysis al the output signal of tested objects give the possibility of defects and damage examination in materials and electronic devices what is useful in reliability prediction. For passive elements a very effective tool exemplifies Third Harmonic Index (THI). The THI measurements for interference suppressor capacitors and its properties have been described in detail. The application of bispectrum in analysis of resistance fluctuations in gas sensors was briefly presented. Advantages of nonlinear spectroscopy in non-destructive testing of objects have also been pointed out.
PL
Metody analizy efektów nieliniowych nieliniowej analizy sygnałów na wyjściu testowanych obiektów umożliwiają badanie występowania defektów i uszkodzeń w materiałach i elementach elektronicznych, co jest niezbędne w predykcji niezawodności. W odniesieniu do elementów biernych bardzo skutecznym narzędziem okazuje się być wskaźnik trzeciej harmonicznej (THI -- Third Harmonic Index). W artykule bardziej szczegółowo opisano pomiary parametru THI i jego właściwości dla kondensatorów przeciwzakłóceniowych. Skrótowo przedstawiono zastosowanie bispektrum w analizie fluktuacji rezystancji czujników gazu. Wyszczególniono również zalety spektroskopii nieliniowej w badaniach nieniszczących obiektów.
Traditional methods to predict reliability for electronic passive elements during production process are more and more difficult to fulfillment due to requirements on the very long ageing period and enormous number of specimens. To characterize quality and durability they can be replaceable by noise spectroscopy (including for example, low-frequency noise and partial discharge measurement) or non-linearity testing. The methodology and the results of noise, partial discharge and non-linearity measurements for thick film resistors, M-I-M, tantalum and niobium capacitors have been presented in the paper.
PL
Tradycyjne metody badania niezawodności elektronicznych elementów pasywnych są coraz trudniejsze do wyegzekwowania przy wymaganych długich czasach starzenia elementów oraz masowej produkcji. Przy badaniach jakości (trwałości) mogą być one zastąpione przez spektroskopię szumową (w tym m.in. przez pomiary szumów i badania wyładowań niezupełnych) czy też testowanie nieliniowości. W pracy przedstawiono metodykę i wyniki ich zastosowania w odniesieniu do rezystorów grubowarstwowych, kondensatorów M-I-M, tantalowych oraz z tlenkiem niobu.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.