Розкрито теоретичні засади конструювання обчислювальної техніки (ОТ), наведено узагальнені методи аналізу та синтезу. На підставі системного підходу до проектування ОТ розглянуто електричні, електромагнітні, теплові та механічні процеси, що впливають на функціональні показники приладів, у взаємодії. Викладено основні методи розрахунку теплових і механічних режимів роботи ОТ. Висвітлено проблему електромагнітної сумісності радіоелектронних засобів і запропоновано способи її вирішення.

Раскрыты теоретические основы конструирования вычислительной техники (ВТ), приведены обобщенные методы анализа и синтеза. На основе системного подхода к проектированию ВТ рассмотрены во взаимодействии электрические, электромагнитные, тепловые и механические процессы, влияющие на функциональные показатели приборов. Изложены основные методы расчета тепловых и механических режимов работы ВТ. Освещена проблема электромагнитной совместимости радиоэлектронных средств и предложены способы ее решения.

Висвітлено теоретичні засади сучасних методів діагностики поверхні твердого тіла. Розглянуто метричні та фрактальні параметри мікрогеометрії поверхні, питання фізики поверхневих явищ і процесів. Проведено класифікацію методів дослідження поверхні, розкрито їх фізичні основи, можливості та способи реалізації. Увагу приділено методам сканувальної зондової мікроскопії, зокрема атомно-силовій і тунельній мікроскопії, а також методам повного зовнішнього відбиття та дифракції X-променів.

Освещены теоретические основы современных методов диагностики поверхности твердого тела. Рассмотрены метрические и фрактальные параметры микрогеометрии поверхности, вопросы физики поверхностных явлений и процессов. Проведена классификация методов исследования поверхности, раскрыты их физические основы, возможности и способы реализации. Уделено внимание методам сканирующей зондовой микроскопии, в частности атомно-силовой и туннельной микроскопии, а также методам полного внешнего отражения и дифракции X-лучей.

Ключ. слова: интегральные и дифференциальные кривые полного внешнего отражения рентгеновских лучей, кривые качания, среднеквадратическая высота неровностей R_a, длина корреляции L_a, плотность поверхностного слоя
Індекс рубрикатора НБУВ: В372.5 + В372.13

Рубрики:

Поверхневі явища у твердих тілах

Рентгеноструктурний аналіз

Шифр НБУВ: Ж14161 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Представлено результати експериментальних і теоретичних досліджень поверхні кристалів GaAs зі спеціально підготованим одно- та двовимірним рельєфом поверхні за допомогою методу диференціальних кривих повного зовнішнього відбивання (ДК ПЗВ) рентгенівських променів. Використовуючи аналіз серії експериментальних диференціальних кривих гойдання (ДКГ) з урахуванням даних, одержаних за допомогою методу атомно-силової мікроскопії, розв'язано пряму й обернену задачі - відновлено параметри рельєфу поверхні та розраховано теоретичні ДКГ. Відзначено задовільне узгодження параметрів рельєфу, одержаних за допомогою методів ДК ПЗВ та атомно-силової мікроскопії.

  Скачати повний текст

Викладено теоретичні основи конструювання обчислювальної техніки (ОТ), наведено узагальнені методи аналізу та синтезу. Висвітлено основні задачі конструювання ОТ, визначено одно- та багатопараметричні показники чутливості, похибки за допомогою функцій чутливості (ФЧ), зокрема, випадкові похибки вихідних параметрів ФЧ. Описано алгоритм задачі конструювання і технології радіоелектронних засобів на основі параметричної чутливості. Проаналізовано основні показники надійності виробів ОТ до першої відмови.

Надано результати визначення структурних параметрів кристалів CdTe за допомогою штучних нейронних мереж на основі Х-променевих кривих дифракційного відбивання. Використано тришарову мережу зі зворотним розповсюдженням помилки та з динамічним додаванням нейронів. За допомогою створеного програмного забезпечення проведено моделювання роботи нейромережі. Проаналізовано вплив параметрів нейронної мережі на час навчання і на помилку мережі для тестових зразків. Показано, що динамічне додавання нейронів у поєднанні з коректним вибором топології й параметрів мережі дозволяє зменшити час навчання.

Представлен новый подход для моделирования кривых рентгеновской рефлектометрии с применением метода частиц. В качестве частиц использованы пучки рентгеновских лучей единичной интенсивности. Учет многократных отражений и преломлений лучей в приближении френелевской оптики, а также отражений от границы "поверхностный слой - объем", обеспечили количественное соответствие экспериментальной и рассчитанной кривых. Исследованы механизмы формирования распределения интенсивности кривых полного внешнего отражения (ПВО) в различных угловых диапазонах. Предлагаемый алгоритм позволяет рассчитывать рентгеновские кривые ПВО от моделированного (фрактального) профиля поверхности и определять параметры усредненного фрактального профиля путем подгонки моделированной кривой к экспериментальной. Соответствующее программное обеспечение разработано в среде Delphi.

Продемонстрированы возможности метода Кикучи в исследовании неоднородного распределения деформаций в образцах искусственных кристаллов алмаза, выращенных при различных технологических условиях. Показаны перспективы использования геометрических параметров дифракционных картин Кикучи для определения изменения периода решетки. Использован корреляционный метод и его программная реализация определения деформаций дифракционных изображений пересечений линий Кикучи и минимизации субъективных факторов. Оптимальный выбор ядра корреляции обеспечивает высокую точность определения смещений деталей изображений. В результате определены локальные изменения структурной однородности искусственных алмазов и относительные изменения периода кристаллической решетки.

Предложен способ определения деформаций в кристаллах алмаза по анализу полос дифракции отраженных электронов на картинах Кикучи с использованием метода гистограмм. Определена анизотропия в распределении локальных деформаций на поверхности двух образцов алмаза, полученных методом температурного градиента в системе Fe - Al - C и методом наращивания в среде Mg - C + бор на поверхности монокристалла алмаза статического синтеза (Ni - Mn - C).

Исследованы образцы сварных соединений никелевых сплавов NiCrFe, содержащих трещины. Используя картины дифракции обратно отражённых электронов, полученные в сканирующем электронном микроскопе, определены деформации в локальных участках каждого образца в зависимости от расстояния до трещины, а также от распределения химических элементов, полученного с помощью рентгеноспектрального микроанализа.

Предложена новая методика определения локальных деформаций в кристаллах по картинам дифракции обратно отраженных электронов (картинам Кикучи) с использованием дискретного двумерного Фурье-преобразования. Данная методика апробирована при исследовании образцов алмаза, синтезированных при различных условиях. Полученные результаты хорошо согласуются с данными других методов.

Предложен новый подход к определению локальных деформаций в кристаллах по картинам дифракции обратно отраженных электронов (картинам Кикучи) с использованием метода гистограмм и метода дискретного двухмерного Фурье-преобразования. Определена анизотропия в распределении локальных деформаций на поверхности образцов алмаза, полученных методом температурного градиента в системе Fe - Al - C и методом наращивания в среде Mg - C + бор на поверхности монокристалла алмаза статического синтеза (Ni - Mn - C).

На основе многоуровневого подхода разработан метод повышения локального контраста и удаления неоднородного фона изображений с использованием нижней и верхней огибающих сигнала. Созданы алгоритмы для размещения локальных окон на изображении и коррекции огибающих сигнала. Тестирование разработанного метода на примере моделированных и медицинских рентгеновских изображений показало его высокую точность и быстродействие.

Запропоновано спосіб визначення компонент тензора деформацій з аналізу розподілів інтенсивності зворотно розсіяних електронів на картинах Кікучі. Досліджено деформаційний стан локальних ділянок кристала синтетичного алмазу, одержаного методом температурного градієнта в системі Fe - Al - C нарощуванням на монокристал алмазу, синтезованого у системі Ni - Mn - C. Побудовано характеристичні поверхні тензорів та еліпсоїди деформацій, проаналізовано особливості їх розподілу по кристалу. Діагональні компоненти тензора визначали зі змін розподілів інтенсивності окремих смуг, інші компоненти - зі зміщення осей зон відносно їх положень на еталонній картині Кікучі.

Разработана математическая модель, способ и программное обеспечение для выделения пространственных областей (полос) из их суперпозиции на цифровых электронно-дифракционных изображениях, а также для последующей ориентированной фильтрации изображений полос. Краевые эффекты, которые возникают при пространственном выделении полосы, уменьшены за счет создания вокруг полосы переходной области. Использовано симметричное расширение изображений полос под заданным углом, что уменьшает искажения при фильтрации изображений. На основе экспериментальных и моделированных изображений полос определено оптимальные параметры их фильтрации. Ориентированная фильтрация экспериментальных изображений полос в перспективе позволяет повысить точность электронно-дифракционных методов, предназначенных для исследования кристаллов.

Розроблено математичну модель, спосіб і програмне забезпечення для автоматичного видалення гаусового шуму на цифрових зображеннях за допомогою квазіоптимального фільтра Гауса. Обчислення рівня гаусового шуму виконано методом, який заснований на фільтрації зображень й ітеративному виділенні області інтересу. В якості рівня шуму використано його середнє квадратичне відхилення. Корисний сигнал описано сумою синусоїд, амплітуди і періоди яких обчислено на основі енергетичного спектру початкового зображення. Квазіоптимальне значення середнього квадратичного відхилення ядра фільтра Гауса отримано як значення, при якому мінімізується середнє квадратичне відхилення яскравості фільтрованого зображення від яскравості корисного сигналу. Точність розробленого методу фільтрації перевірено при видаленні гаусового шуму на множині з 100 тестових зображень.

Проведены рентгеновские структурные исследования тонких пленок TiN, полученных с помощью метода реактивного магнетронного распыления. Для уменьшения влияния высокочастотного шума и неоднородной фоновой интенсивности на форму дифракционных максимумов применена методика вейвлет-фильтрации с помощью семейства биортогональных вейвлетов. Это позволило значительно повысить точность определения периода решетки, размера зерна и значения микродеформации.

Розроблено метод автоматичного визначення рівня шуму на цифрових зображеннях, а саме середнього квадратичного відхилення гаусового шуму. Рівень шуму обчислюється за середнім квадратичним відхиленням гістограми для виділено області зображення, на якій наявний, в основному, шум. Запропонований метод програмно реалізовано в системі MATLAB. Оброблення тестових зображень з використанням запропонованого методу дало змогу отримати меншу похибку обчислення рівня шуму ніж іншими сучасними методами.

Разработана математическая модель, алгоритм и программное обеспечение для автоматического определения уровня гаусcового шума на цифровых изображениях методом высокочастотной фильтрации. Уровень шума вычислен для областей интереса изображения, выделенных с помощью низкочастотной фильтрации. Получены оптимальные параметры низкочастотного и высокочастотного фильтров. Показано, что при обработке серии тестовых изображений предложенный метод обеспечивает меньшую погрешность определения уровня шума, чем другие методы-аналоги.