Daugiasluoksnių puslaidininkinių ir dielektrinių mikrobangų įtaisų tyrimas

Abstract

Disertacijoje tiriami daugiasluoksniai puslaidininkiniai ir dielektriniai mikrobangų įtaisai, sprendžiama puslaidininkinių mikrobangų įtaisų tobulinimo, juose sklindančių elektromagnetinių bangų dažninių charakteristikų tyrimo bei prognozavimo problema. Disertacijos tyrimų objektas – daugiasluoksniai puslaidininkiniai ir dielektriniai mikrobangų įtaisai ir jų charakteristikų analizės bei prognozavimo metodai. Darbe sprendžiami uždaviniai: daugiasluoksnių puslaidininkinių ir dielektrinių mikrobangų įtaisų struktūrų kūrimas ir patobulinimas, daugiasluoksniuose puslaidininkiniuose ir dielektriniuose mikrobangų įtaisuose sklindančių elektromagnetinių bangų fazės ir silpimo charakteristikų, mikrobangų įtaisų parametrų apskaičiavimas ir ištyrimas, valdomų daugiasluoksnių puslaidininkinių ir dielektrinių mikrobangų įtaisų dažninių charakteristikų prognozavimas, pritaikant dirbtinių neuronų tinklus. Disertaciją sudaro įvadas, 4 skyriai, bendrosios išvados, naudotos literatūros ir šaltinių sąrašas bei autoriaus publikacijų disertacijos tema sąrašas. Įvade nagrinėjama tyrimo problema, aptariamas darbo aktualumas, pateikiamas tyrimų objektas, darbo tikslas, iškeliami uždaviniai. Taip pat pristatoma darbo metodika, darbo mokslinis naujumas, rezultatų praktinė reikšmė, ginamieji teiginiai, pateikiama darbo rezultatų aprobavimo informacija. Pirmajame skyriuje pateikiama šaltinių disertacijos tema analizė, nagrinėja-mos daugiasluoksnių mikrobangų įtaisų struktūros, įtaisuose naudojamos medžiagos, tyrimų metodika, formuojami darbo uždaviniai. Antrajame skyriuje aptariamas kintamųjų parametrų daugiasluoksnių mikrobangų įtaisų modeliavimas ir pateikiama įtaisų analizė. Atliekamas mikrojuostelinio juostinio filtro ant puslaidininkinių padėklų dažninių charakteristikų tyrimas ir plokštelinės antenos su įterpta medžiaga charakteristikų tyrimas. Trečiajame skyriuje tiriama, kaip keičiasi daugiasluoksnių puslaidininkinių bangolaidžių fazės ir silpimo koeficientų dažninės charakteristikos keičiantis puslaidininkio krūvininkų tankiui, dielektriniam sluoksniui ar grafeno sluoksnio parametrams. Ketvirtajame skyriuje tiriamos daugiasluoksnių puslaidininkinių ir dielektrinių mikrobangų įtaisų charakteristikų prognozavimo galimybės naudojant dirbtinius neuronų tinklus. Disertacijos tema publikuoti 6 moksliniai straipsniai, iš jų 2 – mokslo žurna-luose ir 2 – konferencijų medžiagoje, įtrauktoje į CA Web of Science sąrašą, 2 – recenzuojamoje IEEE Xplore konferencijų medžiagoje. Disertacijos tema perskaityti 8 pranešimai, 7 – tarptautinėse mokslinėse konferencijose, iš jų 4 Lietuvoje ir 3 užsienyje, 1 – nacionalinėje mokslinėje konferencijoje.

The dissertation studies multilayer semiconductor and dielectric microwave devices. The solved problem focuses on improving multilayer microwave devices and on analysing and predicting the frequency characteristics of propagating elec-tromagnetic waves. The dissertation’s object is multilayer semiconductor and dielectric devices, device characteristic analysis and prediction. The work addresses the following tasks: design and improvement of structures of multilayer semiconductor and dielectric microwave devices; calculation and investigation of phase and attenuation characteristics of electromagnetic waves propagating in multilayer microwave devices; prediction of the frequency response of tunable multilayer semiconductor and dielectric devices. The dissertation includes an introduction, four chapters, general conclusions, lists of used literature and the author’s publications on the dissertation’s topic. The introduction analyses the research problem, discusses the relevance of the work, presents the object of research, the purpose of the work, and sets tasks. It presents the work methodology, the scientific novelty of the work, the practical significance of the results, and the defended statements. The first chapter presents an analysis of the sources on the dissertation’s subject, examining the structures of multilayer semiconductor microwave devices and the materials used in the devices. The research methodology and the work tasks are formed. The second chapter discusses the design of tunable multilayer semiconductor devices and presents an investigation of the frequency characteristics of a mi-crostrip bandpass filter on a semiconductor substrate and of the patch antenna with embedded material. The third chapter investigates how the frequency characteristics of phase and attenuation coefficients of multilayer semiconductor waveguide change with changing semiconductor carrier density, the material of the dielectric layer or pa-rameters of the graphene layer. The fourth chapter investigates the possibilities of predicting the characteristics of multilayer semiconductor and dielectric microwave devices using artificial neural networks. Six scientific articles have been published on the dissertation topic: two in journals and two in conference proceedings included in the CA Web of Science list of scientific journals, and two in peer-reviewed IEEE Xplore conference proceedings. The subject of the dissertation was presented at eight scientific conferences: seven international, four of which in Lithuania, three abroad, and one at a national scientific conference.