Про підвищення чутливості резонаторного зонда з осьовою симетрією в локальній мікрохвильовій діагностиці нанорозмірних об'єктів
| Автори | І.М. Щербань, О.В. Грицунов |
| Афіліація |
Харківський національний університет радіоелектроніки, 61166 Харків, Україна |
| Е-mail | ihor.shcherban@nure.ua |
| Випуск | Том 17, Рік 2025, Номер 4 |
| Дати | Одержано 07 червня 2025; у відредагованій формі 18 серпня 2025; опубліковано online 29 серпня 2025 |
| Цитування | І.М. Щербань, О.В. Грицунов, Ж. нано- електрон. фіз. 17 № 4, 04007 (2025) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.17(4).04007 |
| PACS Number(s) | 41.20.Jb, 72.20 – c |
| Ключові слова | Резонаторний вимірювальний перетворювач, Мікрохвильовий датчик, Відстань між вістрям та зразком, Коефіцієнт включення, Діелектрична проникність (26) , Резонансна частота (2) , Коефіцієнт якості, Характеристики перетворення, Висувний зонд. |
| Анотація |
У статті розглядаються перспективи розширення діапазону чутливості локальних мікрохвильових сенсорів (резонаторних зондів, РЗ) з осьовою симетрією в діагностиці малорозмірних об'єктів, включаючи об'єкти мікро- та наноелектроніки. Усі розглянуті методи підвищення чутливості РЗ з коаксіальною вимірювальною апертурою (РЗКВА) базуються на зміні коефіцієнта включення аналізованого об'єкта в електромагнітне поле резонатора. Особлива увага приділяється підвищенню чутливості зондів з субмікронним розміром кінчика для дослідження об'єктів з роздільною здатністю порядку нанометрів. Представлено моделі РЗ з різними конструкціями області апертури. Представлено результати дослідження впливу як запам'ятовуючої, так і апертурної частин РЗ на сигнали вимірювальної інформації в різних конструкціях зондів. Показано, що досяжна чутливість у зондах безпосередньо пов'язана з об'ємом запам'ятовуючої частини, що зумовлено зміною ненавантаженої добротності резонатора. Представлено результати дослідження малорозмірного РЗКВА. Обговорюються перспективи їх використання для діагностики об'єктів з низькими діелектричними втратами.Наведено кількісні дані, що характеризують роботу датчика на основі резонатора з настроюваною чутливістю, яка забезпечується зміщенням кінчика зонда відносно апертури. Детально досліджено різні режими роботи такого датчика. Отримані результати вказують на наявність високих втрат у цій конструкції при діагностиці твердих об'єктів з низькими значеннями діелектричних параметрів ɛ та tgδ. Також представлені дуже цікаві результати дослідження використання датчика з настроюваною чутливістю для діагностики рідких або сипучих об'єктів з низькими діелектричними параметрами ɛ та tgδ. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Моделювання пробою p-n переходу на основі GaAs з використанням методу молекулярної динаміки [04001-1-04001-6]2) Роль зернограничного зміцнення в збільшенні мікротвердості алюмінієвих сплавів, опромінених сильнострумовим імпульсним пучком електронів [04002-1-04002-6]
3) Морфологічні та оптичні властивості кремнієвих мікронаноструктур, індукованих коронним розрядом постійного струму за атмосферного тиску [04004-1-04004-7]
4) Похиле падіння E-поляризованих фотонів на нескінченну періодичну ґратку металевих стрічок [04005-1-04005-5]
5) Мікрохвильовий фотомодуляційний метод для неінвазивного аналізу профілів легування в неоднорідних напівпровідникових структурах [04006-1-04006-6]
6) Фізична електроніка систем п’єзокерамічних перетворювачів і її залежність від характеру електричного збудження систем [04008-1-04008-5]
7) Покращення здатності датчика на основі ZnO до виявлення газу: вплив статичного потенціалу [04009-1-04009-7]
8) Близькоповерхнева надпровідність у топологічних ниткоподібних кристалах GaSb і Bi2Se3 [04010-1-04010-7]
9) Прогнозування споживання електроенергії за допомогою моделі ARIMA-LSTM [04011-1-04011-4]
10) Вплив електромагнітного та оптичного випромінювання на фізичні та біологічні системи [04012-1-04012-5]
11) Виготовлення біополімерних нанокомпозитних екранів електромагнітних перешкод на основі багаси з цукрової тростини та PVA/PANI/MWCNT, а також оцінка ефективності екранування залежно від різного складу [04013-1-04013-6]
12) Нано-вдосконалені IoT-датчики та гібридні алгоритми планування для розумного сільського господарства: багаторівнева структура для сталого розвитку [04014-1-04014-6]
13) Стабілізація невизначених систем із затримкою у скінченному часі з використанням нового підходу інтегральної нерівності [04015-1-04015-6]
14) Інфляційні космологічні моделі з використанням типів Б’янкі II-IX: математичний підхід [04016-1-04016-5]
15) Сольвотермічний синтез та комплексна характеристика високоякісного оксиду графену [04017-1-04017-5]
16) Портативна антена з пазами та прорізами для медичних застосувань [04018-1-04018-5]
17) Високоізольована компактна чотирипелюсткова UWB MIMO-антена з шестигранним слотом для розширених застосувань 5G та промислового інтернету речей [04019-1-04019-5]
18) Компактна широкосмугова мікросмужкова патч-антена для 5G-зв’язку [04020-1-04020-5]
19) Покращення продуктивності мікросмужкової круглої кільцевої дводіапазонної патч-антени з мінімальним відбиттям для ефективних застосувань бездротового зв’язку [04021-1-04021-5]
20) Ефективна мініатюрна патч-антена для бездротового зв’язку малої дальності [04022-1-04022-5]
21) Y-подібні патчі масивної MIMO-антени для вимірювання продуктивності при застосуванні 6G [04023-1-04023-5]
22) Гібридна мініатюрна надширокосмугова мікросмужкова антена для 5G застосувань та дистанційного зондування [04024-1-04024-5]
23) Покращення продуктивності за допомогою 2 x 2 одноелементної масивної MIMO-антени у 6G пристроях [04025-1-04025-5]
24) Гнучка широкосмугова антена для застосувань у C-діапазоні та X-діапазонах [04026-1-04026-5]
25) Інтелектуальний підхід до аналізу заборонених зон у напівпровідникових наноматеріалах [04027-1-04027-5]
26) Оптимізація виявлення дефектів в атомних матеріалах з використанням графенового шару [04028-1-04028-5]
27) Підхід до прогнозування ефективності фільтрації в нанокомпозитних мембранах з використанням 2D-матеріалів [04029-1-04029-6]
28) Метод оптимізації для оцінки параметрів сонячних фотоелектричних систем з використанням наноматеріалів [04030-1-04030-5]
29) Eлектрофізичні властивості нанорозмірних функціональних матеріалів на основі Fe і Ge для сенсорної електроніки [04031-1-04031-4]
30) Покращення рентгенотерапії: дослідження наноматеріалів на основі сульфіду вісмуту методом Монте-Карло [04032-1-04032-5]
31) Вплив екрануючого потенціалу на процес формування наноструктурованих нітридних покриттів системи MoN/CrN [04033-1-04033-6]
32) Наномодифікований бетон для екстремальних умов: підвищення довговічності за допомогою нанодобавок та цементної нанотехнології [04034-1-04034-5]
33) Розробка та впровадження безлегуючого MBCFET на основі зарядової плазми з використанням надтонкого Ge для низькопотужних застосувань [04035-1-04035-5]
34) Наночастинки гадолінію: перспективний агент для посилення радіотерапії при низьких концентраціях [04036-1-04036-6]
35) Мікрохвильові поглинальні властивості композитного матеріалу на основі полівінілхлориду та ітрієвого гранату [04037-1-04037-7]
36) Чисельне моделювання процесу розтріскування в ендопротезі кульшового суглоба [04038-1-04038-5]
37) Персоналії. В.Б. Лобода [04039-1-04039-2]
