Акустоелектроніка

Акустоелектроніка – це напрямок функціональної мікроелектроніки, яке базується на використанні п’єзоелектричного ефекту, а також явищ, зв’язаних із взаємодією електричних полів з хвилями акустичних напруг у п’єзоелектричному НП матеріалі. По суті, акустоелектроніка займається перетворенням акустичних сигналів у електричні і навпаки.

Виникнення п’єзо-ЕРС при стисканні елементарної комірки кварцу.

На мал. а позначено структуру елементарної комірки кварцу, яка складається з трьох молекул SiO₂. При відсутності деформації центр тяжіння позитивних і негативних іонів співпадає («+» - полюси кремнія, «-» - кисню). Стиск кристалу у вертикальному напрямі ( мал. б) призводить до зміщення позитивних іонів вниз, а негативних – вгору. Відповідно на зовнішніх електродах появляється різниця потенціалів. Розглянуте явище називається прямим п’єзо- електричним ефектом.

Існує і зворотній п’єзоефект, коли під дією прикладеної напруги і в залежності від його полярності п’єзокристал (кварц, турмалін, сегнетова сіль і інші) поляризується і змінює свої геометричні розміри. Якщо ж до п’єзокристалу прикласти змінну напругу, то в ній збуджуються механічні коливання певної частоти, які залежать від розмірів кристала.

Магнетоелектроніка

Магнетоелектроніка звязана з використанням магнітних матеріалів в якості насіїв інформації. Це базується на тому, що вони володіють двома стійкими станами, які відповідають двом пороговим ділянкам циклу перемагнічування – магнітному насиченню і розмагнічуванню ( залишкової намагніченості).

Для магнітних плівок найбільш цікаві електричні властивості пов’язані з гальванічними ефектами, які базуються на взаємодії носіїв струму з магнітним полем в плівці.

Кріоелектроніка

Кріоелектроніка ( від грецького «кріос» - холод, мороз) електроніка або кріогенна електроніка одна із нових галузей науки. Її розвитку сприяли дослідження явищ, які проходять в твердих тілах при низьких температурах.

До кріогенних температур відносять температури в межах 20⁰...0 ⁰К. Відомо, що опір будь-якого металу при зниженні температури падає. Але в деяких металах і сплавах, крім такого нормального зменшення питомого опору, спомтерігається і зовсім нове явище: при температурі біля 20⁰К і нижчій їх опір падає до нуля. Такі матеріали називаються зверхпровідниками. В наш час зверх провідність вдалось виявити приблизно в 20-ти елементах ( зокрема, свинцю, ртуті, алюмінію, теллура), багатьох металічних сплавах ( сплав свинцю з золотом), а також у інших сполуках, які містять неметали ( сульфіду, міді, карбіду, молібдену і ін.)

Використання кріогенних температур дало можливість значно збільшити технічні і економічні параметри електронних приладів, в тому числі і обчислювальної техніки.

Хемотроніка

Хемотроніка, як новий науково-технічний напрямок виникла на межі електрохімії і електроніки. Це наука про будову різних електрохімічних приладів на основі явищ, зв’язаних з проходженням струму в рідких тілах з іонною провідністю.

До основних переваг рідинних (електрохімічних) приладів слід віднести: низькі робочі напруги ( до 1-ого В) і малі струми ( мА), що дають можливість, створювати досить економічні прилади.

Із різних технічних засобів хемотроніки найбільш цікавими є управляючі опори і запам’ятовуючі пристрої.

Пристрій хемотронного управляючого опору (мімістора)

Принцип роботи

Принцип роботи базується на зміні опору провідника в результаті катодного покриття його металом і анодного розчинення. Він складається із склянного корпусу 4, заповненого електролітом 1. На одній із стінок герметично закритої ванни нанесена електропровідна підставка 6, яка має виводи 7 і 5, які розміщені поза гальванічною ванною. Електроліт омиває електрод 2 з виводом 3.Вхідні сигнали подаються на електропровідну підставку 6 і електроліт 2.В залежності від полярності вхідних сигналів на підсавці 6 мідь буде або гальванічно осідати, або анодно розчинятись. Тим самим буде змінюватися електричний опір мідної плівки, яка знаходиться на підставці 6. Відтворення величини змінного опору в основному здійснюють з допомогою мостових вимірювальних схем.

Прилади такого типу мають діапазон зміни опору 0…1000 Ом, діапазон струмів управління - 0,05…1 мА, спожиту потужність управління - 10^-3…10^-6Вт, об’єм - 0,2…0,4 см³ , масу - декілька грам.

Вони можуть пацювати при температуті 15…+100⁰С ,стійкі до ударних навантаженнях і вібрації.