I. Основные сведения о результатах исследований лаборатории

II. Новый класс элементов памяти на основе тонких сегнетоэлектрических плёнок

Элементы динамической памяти
Оптический элемент памяти, репрограммируемый электрическим полем, на основе тонких электрооптических плёнок
Элемент памяти, репрограммируемый электрическим полем, на основе тонкоплёночной структуры сверхпроводник–сегнетоэлектрик
Элемент памяти на базе М-СП-Д-П-структуры
Элементы постоянной памяти, репрограммируемые полем. ЭСППЗУ на основе структур М-СП-М.

III. Многослойные структуры на базе тонких пироэлектрических плёнок

Пироэлектрические приемники излучения
Матрицы пироприемников
Модуляторы для пироприемников

IV. Микроэлектромеханические структуры (MEMS)

Лепестковые МЭМС-микродвигатели
Электронный клей
Электростатический высокоэнергоемкий МЭМС-генератор

Публикации лаборатории по МЭМС

Патенты лаборатории по МЭМС

I. Основные сведения о результатах исследований лаборатории

Одной из основных задач лаборатории является разработка новых, не имеющих аналогов, элементов микроэлектроники, новых физических принципов их функционирования, разработка технологии их создания. Работы выполнялись рамках Государственных контрактов, в рамках ГНТП «Перспективные технологии и устройства микро- и наноэлектроники», проектов Миннауки РФ по теме «Микроэлектроника», федеральных целевых программ «Развитие оборонно-промышленного комплекса Российской Федерации на 2011–2020 годы» и «Развитие электронной компонентной базы радиоэлектроники» на 2008–2015 годы», в ряде интеграционных проектов СО РАН, а также НИР для хоздоговорных работ, их было более 30, с такими организациями как ВНИИ автоматики им. Н.Л. Духова, Москва; НИИ «Квант», Москва; НПО «Электроника, г. Воронеж; Точприбор, НПО «Восток», г. Новосибирск и др.

↑

История

Можно отметить наши ранние разработки: первых в стране тонкоплёночных полевых транзисторов, тонкоплёночных диодов, элементов с N-образными и S-образными вольтамперными характеристиками (эти результаты легли в основу становления микроэлектроники в Новосибирске, см. «Проблемы информатики», № 1, С. 56-67, 2014 г.).

↑

Трехмерные микросхемы

Позднее на протяжении ряда лет разрабатывались физико-технологические основы создания трёхмерных интегральных схем с оптическими связями. Такие схемы дают возможность решать проблему соединений, характерную для современных логических устройств, как внутри чипа, так и между чипами, и поднять для целого класса задач (например, для задач математической физики, криптографии, задач распознавания образов и др.) производительность вычислительных устройств.

Одним из путей решения указанной проблемы соединений является введение в структуру интегральных схем нового компонента - тонкоплёночного быстродействующего электрооптического модулятора света. Была разработана идеология построения трёхмерных интегральных схем с оптическими связями, основанных на принципах электрооптической модуляции.

В настоящее время известно два физических эффекта, допускающих построение на их основе быстродействующих модуляторов света: электрооптические эффекты на сверхрешётках (на базе GaAs) и электрооптические эффекты в сегнетоэлектрических материалах.

↑

Сегнетоэлектрические пленки

В лаборатории разработана технология получения высококачественных сегнетоэлектрических плёнок (СП), не уступающих по основным характеристикам соответствующим монокристаллам, и созданы, в 1975–1995 годах, на основе гетероэпитаксиальных плёнок ниобата бария-стронция Ba_xSr_1-_xNb₂O₆, (SBN) быстродействующие (наносекундный диапазон) электрооптические модуляторы света, их линейки и матрицы, с окнами 100*100 мкм и шагом 100 мкм, аналогов на тот период не было. Обнаружен впервые продольный электрооптический эффект в сегнетоэлектрических плёнках, разработана технология получения многослойных структур: прозрачный электрод ITO, (In₂O₃+SnO_x) – CП – ITO.

Радиационная стойкость структур на основе плёнок SBN была исследована в Российском Федеральном Ядерном Центре, ВНИИ Технической Физики имени академика Е.И. Забабахина, г. Снежинск Челябинской обл., где был проведён цикл исследований по установлению воздействия различных доз радиации (облучение гамма-квантами и электронами с энергией порядка 1 МэВ) на параметры накопительных конденсаторов на основе плёнок SBN. Было установлено: при дозе облучения до 1.5 10⁸ Рад диэлектрическая проницаемость СП изменяется незначительно, а проводимость увеличивается в несколько раз, но она возвращается в исходное состояние за несколько месяцев.

↑

Логические элементы оптических компьютеров

Разработаны физические принципы построения базового логического элемента, функционирование которого основано на модуляции светового потока, а логические сигналы распространяются по оптическим каналам связи, при этом осуществляется только одно преобразование энергии (свет – электрический сигнал), а источник света, внешний, может быть использован для множества элементов.

Разработан функционально полный набор электрооптических логических схем, в основу построения которых положен функциональный элемент задержки, сочетающий в себе свойства логического и запоминающего элементов, разработана функциональная и принципиальная схема клеточных автоматов. Построены иэкспериментально исследованы макеты логических электрооптических квантователей, макетов регистров сдвига и динамической памяти.

↑

Память на сегнетоэлектриках

Проведён цикл работ, направленных на создание физико-технологические основ построения новых поколений микросхем памяти, в том числе ЭСППЗУ,с большой информационной ёмкостью на основе физических эффектов в тонких СП. Использование в элементах памяти в качестве запоминающей среды тонких СП обеспечивает, по сравнению с существующими элементами памяти, значительно более высокую циклическую стойкость, а также радиационную стойкость при более коротких программирующих импульсах.

↑

Нанозазоры

Рассмотрен принцип создания предельно высокой напряжённости электрического поля в нанометровых объёмах, которая может быть использована при создании нового класса элементов и устройств наноэлектроники. Высокая напряжённость поля создаётся вблизи границы раздела диэлектрика с большой величиной диэлектрической проницаемости (сегнетоэлектрика) и воздуха (вакуума). Проведён анализ распределения напряжённости поля вблизи границы раздела двух сред, величин сил притяжения двух плоскостей и удельной ёмкости при изменении величины нанозазора. Приводятся примеры использования аномально высоких сил электростатики применительно к созданию устройств нано-микроэлектромеханики с высокими удельными параметрами (удельной энергоёмкостью, силами тяги, быстродействием и т.п.).

Нанозазор

↑

II. Новый класс элементов памяти на основе тонких сегнетоэлектрических плёнок

На основе СП разработаны несколько новых классов элементов микроэлектроники, среди них:

↑

1. Элементы динамической памяти

Они создавались на поверхности кремниевых шайб на основе плёнок SBNс толщиной не более 0.17-0.2 мкм, представляют собой накопительные конденсаторы с удельной ёмкостью до 50-100 фФ/мкм² и временем саморазряда до 100 с. Такие элементы могут быть использованы в качестве компонентов устройств динамической памяти с субгигабитной ёмкостью (до 256 Мбит и более). Технология изготовления плёнок SBN допускает их синтез на поверхности схем обработки информации без выхода на поверхность кремния, что даёт возможность создавать трёхмерные конструкции запоминающих устройств, когда элементы памяти расположены на поверхности транзисторных структур. Один из примеров микросхемы динамической памяти, созданной в 1987 году совместно с НПО «Электроника», г. Воронеж, приведён на рис. 1.

2016-ris1

Рисунок 1 - Микросхема динамической памяти
(создана в 1987 г. совместно с НПО «Электроника», г. Воронеж)

На основе технологии, разработанной для элементов ДП созданы тонкоплёночные накопители энергии (суперконденсаторы) с плотностью энергии свыше 100 Дж/см², временем разряда 0,1-10 мкс и числом циклов заряд–разряд более 10⁶. Такиевысокоэнергоемкие источники энергии обладают плотностью энергии 100–200 Дж/см³. Ток их разряда – до 500 А за несколько микросекунд, напряжение – до 500 В и более, удельная ёмкость свыше 1 мкФ/см², диэлектрическая проницаемость материала 3000–7000, толщина СП 3–10 мкм. Область применения – компактные источники энергии, которые могут найти применение при формировании энергоемких быстропротекающих процессов, например, как источники питания в твердотельных лазерах, при переключении мощных коммутаторов, создании источников шумов и т.п.

↑

2. Оптический элемент памяти, репрограммируемый электрическим полем, на основе тонких электрооптических плёнок

Разработан и создан элемент постоянной памяти, репрограммируемый электрическим полем, в котором запись и стирание информации осуществляется импульсами напряжения, а считывание - с помощью светового потока, за счёт проявления электрооптического эффекта. Принцип записи информации основан на изменении в электрическом поле направления поляризации в сегнетоэлектрике, которое сохраняется в течение длительного времени. Величина электрооптического сигнала определяется распределением поляризации Р(х) в объёме сегнетоэлектрика, изменение во времени Р(х) отражается на изменении интенсивности светового потока, проходящего через образец I(t). Такой принцип считывания информации даёт возможность осуществлять бесконтактное и быстрое (наносекунды) определение состояния элемента, при одновременном обращении к их большому числу, определять 2D-«изображение» записи.

Напряжённость электрического поля, при которой осуществляется переключение направления поляризации в 30-100 раз ниже напряжённости поля в репрограммируемых структурах памяти современных ЗУ, например в МНОП-структурах или элементах с плавающим затвором. Этим объясняется высокая циклическая стойкость сегнетоэлектрических элементов памяти.

Экспериментальные электрооптические коэффициенты в плёнках Ba_0.25Sr_0.75Nb₂O₆ были близки к коэффициентам соответствующего монокристалла. Характеристики элемента памяти были следующие: вращение плоскости поляризации света 5-6 градусов при амплитуде импульса напряжения 10-15 В, толщине плёнки сегнетоэлектрика 3–5 мкм, глубине модуляции 80-90%, длине волны света 0,63 мкм. Рассмотрена возможность создания на основе указанных структур континуальной реверсивной оптической запоминающей среды, которая по сравнению с устройствами на основе магнитооптических плёнок обладает значительно большей эффективностью.

↑

3. Элемент памяти, репрограммируемый электрическим полем, на основе тонкоплёночной структуры сверхпроводник–сегнетоэлектрик

Разработана технология создания, методом плазмохимического ВЧ-распыления тонких плёнок высокотемпературного сверхпроводника ВТСП, YBa₂Cu₃O_7-х.

Создан элемент памяти на основе структуры плёнка ВТСП – плёнка сегнетоэлектрика – электрод. В качестве материала ВТСП использовался YBa₂Cu₃O_7-х, сегнетоэлектрика – цирконат титанат свинца, легированный стронцием, или SBN, их толщина 1-2 мкм. Величина переключаемого при переполяризации сегнетоэлектрика заряда более 10 мкКл /см², при длительности импульса напряжения 1 мкс и его амплитуде 10 В. Структура элемента следующая: металл – текстурированная плёнка сегнетоэлектрика – плёнка диэлектрика – текстурированная плёнка высокотемпературного сверхпроводника. Материал электродов – Pt, (In₂O₃ + SnO), Аg, их толщина 0,1-0,2 мкм. Материал диэлектрика – SiO₂, Si₃N₄ толщиной 10-12 нм, материал ВТСП – R Ba Cu O, BiSrCaCuO, толщина плёнки – 0,03-0,5 мкм.

Установлена возможность управления с помощью процессов переключения поляризации в сегнетоэлектрике параметрами плёнки ВТСП, находящейся в сверхпроводящем состоянии.

При воздействии на такой образец импульса напряжения, с амплитудой достаточной для переключения направления поляризации в сегнетоэлектрической плёнке, происходит экранировка поляризации свободными носителями заряда в электродах (в данном случае в сверхпроводнике). Поскольку величина переключаемой части поляризации в сегнетоэлектрической плёнке достаточно велика - 10-30 мкКл/см², то изменение концентрации свободных носителей заряда в приповерхностном слое сверхпроводника за счёт процессов компенсации поляризации может быть значительной и соответственно заметно будут изменятся параметры сверхпроводящего состояния плёнки. Такое влияние более существенно для образцов плёнок ВТСП с более низкой концентрацией носителей заряда. Сохранение во времени состояния поляризации в сегнетоэлектрике определяет и сохранение одного из состояний сверхпроводника, т.е. указанная структура обладает эффектом памяти и может быть использована как элемент постоянной памяти, репрограммируемый электрическим полем, в котором считывание информации осуществляется путём измерения параметров плёнки ВТСП. Длительность сохранения сверхпроводящего состояния в ВТСП определяется временем сохранения созданного импульсом напряжения направления поляризации в сегнетоэлектрической плёнке. Результат, по совокупности факторов, был получен впервые.

Отметим, что большие полевые эффекты наблюдаются в сверхпроводниках с относительно низкой концентрацией подвижных носителей заряда, n, поскольку в них длина экранирования поля (глубина его проникновения) достаточно велика. К таким сверхпроводникам можно отнести высокотемпературные сверхпроводники, в частности Y‑Ba-Cu-O, в которых величина n достаточно мала ~ 2–5 х 10²¹ см^-3, и в них в составе структур металл – диэлектрик - Y‑Ba-Cu-O (структур аналога полевого транзистора) при температурах Т > T_c наблюдается заметный полевой эффект. В то же время толщина сверхпроводящей плёнки является достаточно критичной для проявления указанного эффекта, по крайней мере её минимальная толщина должна быть равной нескольким межплоскостным расстояниям (размерам кристаллической ячейки).

↑

4. Элемент памяти на базе М-СП-Д-П-структуры

Такой элемент обладает более низким напряжением записи по сравнению с МНОП-элементами. Показано, что в указанных структурах проявляется обнаруженный впервые эффект усиления тока инжекции из полупроводника, по сравнению с МНОП-структурами, обусловленный формированием поляризационного заряда в СП. Этот эффект даёт возможность уменьшить управляющее напряжение и увеличить эффективность записи. Введение СП в классическую МНОП-структуру позволяет устранить инжекцию носителей заряда из металлического электрода и улучшить устойчивость элемента к циклам запись-стирание. Показано, что вариацией параметров СП можно осуществлять как инжекционный, так и поляризационный механизм записи информации. Экспериментально продемонстрирована возможность неразрушающего считывания информации в таких элементах на основе плёнок SBN, путём регистрации направления пироэлектрического тока.

↑

5. Элементы постоянной памяти, репрограммируемые полем. ЭСППЗУ на основе структур М-СП-М

Эту разработку следует отметить особо. Работа как поисковая НИР, на основе многолетнего физико-технологического задела, проводилась в 1990-1995 гг., на последнем этапе в рамках крупного хоздоговора НИР с НПО "Восток", г. Новосибирск. Элементы памяти предназначались для радиационностойких микросхем памяти с информационной ёмкостью 1-4 Мбита, их размер составлял 2*2 мкм при толщине плёнки сегнетоэлектрика, PZT, 0,15-0.17 мкм. Использовался токовый принцип считывания информации, осуществляемый путём регистрации величины полного тока в момент переполяризации сегнетоэлектрика. Управляющее напряжение 6 В, время цикла запись–стирание информации 10-100 нс, число циклов перепрограммирования более 10¹¹.

Рис. 2 характеризует относительное изменение величины переключаемой части поляризации с изменением числа циклов N переключения в структуре М – PZT, – M при d_PZT = 0.2 мкм, V = 6 В, t_имп = 10^-7с. Установлено, что процесс переключения сегнетоэлектрической поляризации в плёнках PZT начинается с краёв электродов со времени t₁, с последующим боковым расширением доменов по площади образца. Показано, что в области малых значений времени t < t₁, до 10-100 нс, переключение поляризации осуществляется по «неклассическому» механизму (без формирования доменов).

2016-ris2

Рисунок 2.

Исследование влияния размерных эффектов на величину удельного значения переключаемого заряда показало, что размерные эффекты проявляются в увеличении переключаемого заряда, в 2-3 раза при t < t₁, при уменьшении площади электродов с 500*500 до 2*2 мкм². Эти эффекты выражены более сильно при t > t_1,Установлено также, что при полярности импульса напряжения, соответствующей формированию доменов в области нижнего электрода («плюс» - снизу), сильнее проявляется прямое переключение доменов. Установлено, что при переключении поляризации в плёнках НБС доминируют классические эффекты прямого прорастания доменов.

Указанные результаты показали реальную возможность создания энергонезависимых микросхем памяти, превосходящих устройства памяти на основе МНОП-структур по времени цикла запись-стирание - на 5 порядков, по числу циклов - на 6-8 порядков, а также возможность создания принципиально нового класса устройств памяти, сочетающих в себе функции как динамической, так и постоянной памяти. Они находились на уровне или превышали лучшие результаты, полученные несколькими крупными фирмами США и Японии, которые активно разрабатывали и готовились к промышленному производству новых микросхем памяти (FRAM - Ferroelectric random access memory), поскольку стало ясно, из общефизических соображений, что такие микросхемы могут превзойти используемые в то время микросхемы EEPROM, по значительно меньшему времени цикла запись-стирание и по числу циклов, оно должно быть практически неограниченным.

Э. Г. Косцов (заведующий лабораторией тонкоплёночных сегнетоэлектрических структур ИАиЭ СО РАН): Несмотря на высокие параметры разработанных нами элементов, что было официально подтверждено Актами сдачи–приёмки результатов указанной НИР, запуск новых микросхем памяти в промышленное производство с выходом на мировой рынок не был организован, это был 1993 год… Летом этого года мы были телеграммой вызваны в Москву, заместителем министра Минатома России Ю.И. Тычковым на переговоры с президентом международной корпорации Ramtron International Corporation Richard L. Norton, Colorado Springs, США, который специально приехал к нам с группой физиков – разработчиков FRAM. Мы провели достаточно интенсивный семинар, переводил Тычков. Для меня осталось загадкой, каким образом американцы узнали о наших разработках, до 1992 года мы не публиковали информацию о наших исследованиях. После переговоров мне очень настойчиво предложили продолжить наши исследования в компании «Ramtron», но я не был готов к такому варианту.

Корпорация «Ramtron» в 1993-1995 годах начала промышленный выпуск 16-64 Кб FRAM с использованием проектным норм 1 мкм. Корпорация превратилась в мирового лидера производства памяти FRAM, в 1999 году она выдала лицензии на производство FRAM 256 Кб компаниям Rohm и Fujitsu с использованием проектных норм 0,5 мкм. В настоящее время на основании лицензионных соглашений технологию FRAM используют в своих изделиях такие всемирно известные производители устройств памяти, как Hitachi, Toshiba, Fujitsu, NEC, Samsung и другие. 160 международных патентов защищает компанию FRAM® и технологию производства. На протяжении многих лет развития производства и технологий FRAM корпорация Ramtron неоднократно удостаивалась высоких наград от авторитетных аналитических агентств. В августе 2015 года Ramtron International Corporation объединилась с компанией Cypress Semiconductor, сохранив производство, см. Cypress Nonvolatile Products webpage.

↑

III. Многослойные структуры на базе тонких пироэлектрических плёнок

Пироэлектрические приемники излучения

Одним из направлений исследований лаборатории является физико- технологическая разработка и создание тонкоплёночных пироэлектрических приёмников излучения. Пироэлектрические приёмники отличает от других приёмников два принципиально важных преимущества – возможность работы без охлаждения, при температуре окружающей среды, и широкая область спектральной чувствительности – от дальнего ультрафиолетового до дальнего ИК-излучения и терагерцового диапазона. Работа выполнялась с начала 1980–х годов, без наличия близких аналогов, исходно планировалось разработать и оптимизировать конструкцию элементов неохлаждаемых многоэлементных матричных фотоприёмных устройств, для регистрации излучения дальнего ИК-диапазона, разработать технологию изготовления высококачественных пироэлектрических плёнок сегнетоэлектриков, выбрать оптимальный материал сегнетоэлектрика, создать физическую модель фоточувствительной ячейки. В итоге в качестве базового материала был выбран SBN, он обладает наиболее высоким пироэлектрическим коэффициентом. Величина пироэлектрического коэффициента γ в исследуемых плёнках SBN, с толщиной 1-5 мкм, составляла 4-15 10^-4Кл/м²К. Установлено, что введение в состав SBN=0.5 окислов La₂O₃ (1-2%) приводит к увеличению γ до 3-5 раз.

В рамках ряда хоздоговорных работ на основе легированных лантаном плёнок SBN созданы неохлаждаемые приёмники дальнего ИК-излучения, имеющие в режиме накопления на длине волны излучения 10,6 мкм обнаружительную способность до 2–3 10⁹ Гц1/2Вт-1, а также 32-элементная линейка, работоспособная в наносекундном диапазоне.

↑

Матрицы пироприемников

Ряд преимуществ, которыми обладают пироэлектрические приёмники по сравнению с охлаждаемыми полупроводниковыми элементами, значительно расширяется с увеличением числа чувствительных площадок устройства, повышением степени интеграции, увеличением эффективности использования режимов накопления.

Разработан новый подход к построению теплового элемента многоэлементной матрицы на основе тонких пироэлектрических плёнок, когда элемент не теплоизолируется от подложки, не отделяется зазором от её поверхности, а его функционирование основываться на накоплении заряда, генерируемого ИК-излучением за время кадра.

В элементе практически не имеют места непродуктивные потери энергии излучения, связанные с наличием мембраны или теплостоков со сложной конструкцией, за исключением потребления энергии на нагревание тонкого поглощающего электрода, и практически вся энергия излучения превращается в заряд, как в процессе нагрева активного слоя, так и при его охлаждении. Это обеспечивает значительно более высокую, по сравнению с известными аналогами, чувствительность элемента.

Оценка минимальной разности температур, которая может быть регистрируема элементом, даёт, что при частоте кадра 50 Гц величина NETD менее 20 mK.

Разработана конструкция элемента пироэлектрической матрицы, по сравнению с микроболометрическими элементами она значительно более простая, что определяет возможность промышленного создания матрицы с размерностью 1500*1500 и более элементов, при этом возможно достижение коэффициента заполнения элементами поверхности матрицы близкое к 100%.

↑

Модуляторы для пироприемников

Разработан и описан новый принцип высокоскоростной модуляции интенсивности излучения, он основан на использовании быстродействующих микроэлектромеханических структур.

↑

IV. Микроэлектромеханические структуры (MEMS)

В последние годы усилия лаборатории были направлены на создание элементов микроэлектромеханических систем, МЭМС, которые в современной микроэлектронике являются наиболее интенсивно развивающимся сектором.

↑

Лепестковые МЭМС-микродвигатели

Целью исследований быларазработка нового принципа электромеханического преобразования энергии, дающего возможность получать более высокую, на 2–3 порядка по сравнению с известными аналогами, удельную энергоёмкость и создавать на этой основе методами технологии микроэлектроники высокоэнергоёмкие электростатические микродвигатели, микроактюаторы. Например, электростатический механический привод может развивать, как показывают экспериментальные данные, силы 100–1000 Н за время 20–100 мксек, близких аналогов нет. Созданы их физические и математические модели, позволяющие производить анализ возможностей микродвигателей и определять их конкретные энергетические характеристики для широкого класса прикладных задач.

Ближайшими аналогами разработанных нами двигателей являются классические пьезоэлектрические двигатели. Отличия новых двигателей от пьезоэлектрических следующие:

более высокая удельная энергоёмкость (массогабаритная);
более высокая технологичность, т.е. более низкая стоимость;
более высокая эффективность преобразования энергии;
более высокая приёмистость (ускорение) на единицу веса;
рассосредоточение мощности в контактных элементах;
более широкий динамический диапазон, в первую очередь для низких мощностей и величин шагов (для шагового двигателя);
более гибкие возможности для наращивания мощности устройств на одну общую нагрузку за счёт параллельного объединения отдельных блоков;
более плоские конструкции.

Аналогами созданных микродвигателей являются также и классические двигатели на основе пьезоэлектрической керамики. Преимущества наших микродвигателей по сравнению с указанными пьезоэлектрическими двигателями:

больший единичный шаг – от 1 мкм на 1 мм длины керамики до 10–20 мкм на 1 мм сегнетоэлектрической плёнки,
микроэлектронная конструкция и технология изготовления,
большая удельная энергоёмкость до 100 Вт/кг и сила тяги - 10³-10⁴Н/кг,
меньшие рабочие напряжения начала движения,
значительно меньший гистерезис при реверсивном движении подвижного элемента в течение 10⁵ шагов, точность его возвращения в исходную позицию менее 0.03 мкм.
более гибкое управление, возможность работы в современных мехатроных устройствах.

Применение технологии микроэлектроники при изготовлении разработанных микродвигателей снижает их стоимость, увеличивает прецизионность перемещений. При изготовлении таких микродвигателей не требуется субмикронная технология - достаточно использования технологических линий с 1 мкм проектными нормами.

2016-ris3

Рисунок 3. Один из макетов микродвигателя, его структура Si – ITO – SBN.
Подложка Si, подвижный электрод – стекло с нанесёнными на его поверхность электродами
(свободными плёнками с толщиной 2-3 мкм) из бериллиевой бронзы

Возможные отрасли промышленности, в которых созданные МЭМС-микродвигатели могут найти применение:

Микромеханика. Создание шаговых микро- и нанопозиционеров, в том числе двухкоординатных, микронасосов, например, головок для струйных принтеров, устройств химической промышленности, в автомобильной промышленности, в том числе при впрыске топлива, в индикаторах, табло и т.д.
Микроэлектроника. Микровентиляторы для охлаждения микросхем, нанопозиционеры при производстве микросхем, микро- наноманипуляторы, матрицы неохлаждаемых приёмников излучения дальнего ИК-диапазона.
Оборонная промышленность. Создание микророботов специального назначения, микролетательных аппаратов, в том числе для транспортировки микроинструментов, ударостойкие акселерометры и генераторы частоты, в том числе для аномально высоких перегрузок – 10⁵–10⁶ g, системы наведения, в том числе радиационно- и вибростойкие, бортовые механические устройства и т.д.
Микрооптика, микроэлектрооптомеханические устройства (МОЕMS), быстродействующие управляемые полем дифракционные решётки, переключатели световодных линий, дисплеи, адаптивная оптика, в том числе для мощных потоков излучения, быстродействующие микросканеры, системы оптической связи и т.д.
Микробиология. Биочипы, микроманипуляторы, микроустройства для перемещения по венам человека, устройства для их очистки и т.д.

↑

Электронный клей

Найдено принципиально новое научно-техническое решение задачи обратимого сцепления поверхностей твёрдых тел - «склеивания» - двух поверхностей с помощью энергии электростатического поля без использования жидкой среды. В её основе лежит возможность создания аномально высокой напряжённости электрического поля вблизи поверхности раздела двух сред с большим отношением значений диэлектрических проницаемостей, границы раздела сегнетоэлектрик – воздушный зазор.

Экспериментально установлено, что сила сцепления относительного сдвига поверхностей при их электростатическом прижатии - включении «электронного клея» - зависит линейно от электростатической энергии, накапливаемой в структуре, и превышает 3-5 10⁵ Н/Дж. В частности, для разделения поверхностей с площадью 1 cм² необходимо приложить силу более 10 Н. Давление в нанозазоре может превышать 10³ кг/см², оно определяется качеством кристаллической структуры сегнетоэлектрической плёнки, её механической твёрдостью. Это давление значительно, до 10–100 и более раз, превосходит то давление, которое достигается в зазорах крупных современных устройств, использующих стационарные магнитные поля, с напряжённостью магнитного поля, близкой к предельно возможной, до 3–4 10⁶ А/м. Определяющим фактором в этом вопросе является плотность энергии поля, ε₀Е²/2 или μ₀Н²/2 (ε₀ и μ₀ - диэлектрическая и магнитная проницаемости вакуума), измеряемые в Дж/м³, которая тождественно равна давлению в Н/м². В данном случае величина Е может достигать значений до 10¹⁰ В/м и соответственно плотность энергии значений до 4 10⁸ Дж/м³ (до 10⁴ кг/см²).

Обнаружен эффект быстрого (наносекундный диапазон) разделения склеиваемых поверхностей, он определяется высвобождением упругой энергии, накопленной в плёнке металла при её электростатическом прижатии на микронеоднородности поверхности сегнетоэлектрика. При снятии импульса напряжения (задний фронт – 30 нс и менее) накопленная упругая энергия высвобождается, что приводит к эффекту очень быстрого отрыва металлической плёнки от поверхности СП - за время меньшее 0.1 мкс, это определяется высокой твёрдостью сегнетоэлектрика, 5.5 - по шкале Мосса и незначительным объёмным зарядом накапливаемым в СП при действии напряжения. Указанный эффект открывает возможность формирования и выключения больших сил сцепления двух поверхностей на высоких тактовых частотах.

↑

Электростатический высокоэнергоёмкий МЭМС-генератор

Одним из примеров наших разработок в области MEMS являются генераторы энергии – устройства, превращающие энергию внешней среды, в частности микро- наноколебания поверхностей различных тел, в электрическую форму энергии. Среди этих устройств наиболее перспективны электростатические микрогенераторы, которые допускают возможность обеспечивать в рабочем зазоре наиболее высокую плотность энергии электрического поля.

Сотрудники ИАиЭ СО РАН были одними из первых, кто указал на возможность преобразования энергии микроколебаний поверхностей окружающих нас предметов в электрический ток, создав МЭМС-генераторы энергии, их удельная мощность может достигать значений до 1-10 мВт/см².

Разработан принцип механоэлектрического преобразования энергии, основанный на модуляции микро- и нанометрового зазора в структурах металл – диэлектрик (сегнетоэлектрик, электрет) – воздушный зазор – подвижный электрод (ПЭ), обеспечивающий плотность электрической энергии до 1-4 10^-4 Дж/см². Максимальная мощность, вырабатываемая микрогенераторами в области низких рабочих частот, 10–200 Гц, может достигать значений 10-40 мВт/см², что значительно превышает параметры известных прототипов, до двух порядков. Создана математическая модель механоэлектрического преобразования энергии в микрозазорах и соответствующий пакет программ. Экспериментальные макеты микрогенераторов, подтверждают модельные описания, достигая значений удельной мощности порядка 1 мВт/см².

Рисунок 4.
Подвижный элемент микрогенератора энергии
(совместно с НЗПП)

Рисунок 5.
Матрица 2*4 микрогенераторов энергии.
Мощность каждого 8 мкВт

Одна из разработок лаборатории - электростатический микрогенератор энергии - была удостоена в 2014 году диплома I степени на конкурсе Hi-Tech в Петербурге. При разработке МЭМС-генераторов энергии ИАиЭ СО РАН в течение нескольких лет сотрудничал с Новосибирским заводом полупроводниковых приборов (АО "НЗПП с ОКБ"). Результатом такого сотрудничества стала технологическая линейка для промышленного производства первого в России МЭМС-устройства, генератора энергии.

Генератор создается на основе стандартной кремниевой технологии, применяемой в микроэлектронике, с использованием глубокого плазмохимического травления кремния. Некоторые элементы конструкции электростатического генератора приведены ниже. Размеры промышленного МЭМС-генератора, изготовленного на заводе в процессе выполнения ОКР, не превышают 34х20 мм, его вес с корпусом 18 грамм (рис. 4, 5).

Новый класс элементов микроэлектроники сможет найти широкое применение в различных отраслях промышленности, в первую очередь в сетях различных удалённых датчиков, беспроводных сетей датчиков. К настоящему времени уже разработаны стандарты, например IEEE 802.II и Bluetooth, для организации в сеть беспроводных датчиков.

Однако важным фактором применения указанных микрогенераторов является донесение информации об их параметрах и возможностях для как можно более широкого круга потенциальных потребителей.

Одним из крупномасштабных потребителей микрогенератора энергии может стать РЖД. Микрогенератор, расположенный под рельсами, может служить постоянным источником энергии. Частота, амплитуда, энергия колебаний рельс в процессе прохождения состава достаточна для обеспечения энергией микросхем с совокупностью различных датчиков, постоянно собирающих информацию не только о состоянии пути, о возникновении микротрещин в рельсах и т.п., но и об окружающей среде - температуре, влажности, задымленности, возникновении препятствия и т.д.

Hi-Tech-СПб-2014-диплом-зол-мед

Диплом I степени и золотая медаль
на конкурсе «Лучший инновационный проект и лучшая научно-техническая разработка года»,
в номинации «Источники электрической энергии, аккумуляторы, топливные элементы, солнечные батареи, ветрогенераторы»,
2014 г. Санкт-Петербург.

↑

Публикации по МЭМС

Дятлов В.Л., Косцов Э.Г., Планарные пленочные электростатические и пьезоэлектрические двигатели // Автометрия, 1996 г., N 2, с.101 -110.
Kostsov E.G. and Dyatlov V.L. Electrostatic Microactutors on the Basis of Ferroeletric Films // Journal of the Korean Physical Society, 1998 г., v.32, pp. S1755-S1756.
Dyatlov V.L. and Kostsov E.G., Electromechanical energy converters of micromechanic devices on the basis of ferroelectric films. // Nuclear Inst. and Methods in Physics Research, A 405, 1998 г., pp. 511-513.
Дятлов В.Л., Э.Г. Косцов Э. Г, Высокоэнергоемкие микродвигатели на основе тонких сегнетоэлектрических пленок // Микросистемная техника, N1, 1999 г., С.22 - 32.
Дятлов В.Л., Косцов Э.Г. Высокоэффективные электростатические микродвигатели на основе тонких сегнетоэлектрических пленок, // Автометрия, 1999 г., N3 с.3 -23.
Dyatlov V.L., Kostsov E.G., Baginsky I.L High-effective electromechanical energy conversion on the basis of thin ferroelectric films, // Ferroelectrics, 2000, v., pp.v.241, pp.99 – 106.
Baginsky, I.L.; Kostsov, E.G. The possibility of creating a microelectronic electrostatic energy generator, Optoelectron. Instrum. Data Process. 2002 г., 38, 89–102.
И.Л. Багинский, Э.Г. Косцов, Микроэлектронный емкостной электростатический генератор энергии, Автометрия, 2002 г., N 1, стр. 107 – 122.
И.Л. Багинский, Э.Г. Косцов, Микроэлектронные высокоэнергоемкие генераторы энергии, Микросистемная техника, 2002 г., N6, стр.24-28.
Baginsky, I.L.; Kostsov, E.G. The possibility of creating a microelectronic electrostatic energy generator, Optoelectron. Instrum. Data Process. 2002 г., 38, 89–102.
Baginsky I L, Kostsov E G. High-energy capacitive electrostatic micromotors.- J. Micromech.Microeng. 2003 г.; 13: 190- 200.
Э.Г. Косцов «Линейный энергоемкий микродвигатель» , Наука производству, 2003 г., N 2, стр. 10-12.
12. Baginsky I L, Kostsov E G. Electrostatic micromotor based on ferroelectric ceramics. J. Micromech. Microeng. 2004 г.; 14: 1569.
L.Baginsky and E.G.Kostsov, Linear electrostatic micromotors for nano- and micro-positioning, Proceedings of SPIE v. 5401, pp. 613-619. 2004 г.
И.Л. Багинский,. Д.И. Буханец, Э.Л. Кащеев, Э.Г. Косцов, Электростатический двигатель для быстродействующих микромеханических устройств, Микросистемная техника, 2004 г., N4, с.2-7
L. Baginsky, E.G. Kostsov, Electrostatic micromotor based on ferroelectric ceramic, J. Micromech. Microeng. 14, 2004 г. 1569–1575
Baginsky I.L., Kostsov E.G. Linear electrostatic micromotor on the basis of ferroelectric ceramics FERROELECTRICS 320: 141-149, 2005 г.
.G. Kostsov, Microelectromechanical engine for high-speed optical devices, Proceedings of 13th SID Symposium "Advanced Display Technologies", 7-10 September, 2005 г., Minsk, Belarus, pp. 243-246.
G. Kostsov, A. A. Kolesnikov, High-speed bistable MEMS commutators, Proc. SPIE Vol. 6260, p. 480-485, Micro- and Nanoelectronics, 2005 г.
Э.Г. Косцов, И.Л. Багинский, Э.Л. Кащеев, Д.И. Буханец, Электростатический двигатель для быстродействующих микромеханических устройств, Нано- и микросистемная техника. От исследований к разработкам. Сборник статей под редакцией П.П. Мальцева, стр. 451- 459, Техносфера, Москва, 2005 г.
Kostsov E.G. Ferroelectric-based electrostatic micromotors with nanometer gaps, IEEE Transaction on Ultrasonics, Ferroelectric and Frequency Control, Special Issue on Nanoscale Ferroelectric, v.53, N 12, pp. 2294 – 2299, 2006 г.
Э.Г. Косцов, А.А. Колесников, Быстродействующие микроэлектромеханические, бистабильные устройства коммутации для систем военного назначения, Вопросы оборонной техники, N 11-12, стр. 21-23, 2006 г.
Э.Г. Косцов, В.Ф. Камышлов, Быстродействующие электростатические микроклапаны, Нано- и микросистемная техника., N 12,.стр. 57 -59, 2006 г.
G. Kostsov, A. A. Kolesnikov, Fast Electrostatic Microcommutators Based on the Ferroelectric Films, Ferroelectrics, v. 351, pp. 138-144, 2007 г..
L. Baginsky and E.G. Kostsov, High energy output MEMS based on thin layers of ferroelectric materials, Ferroelectrics, v. 351. pp. 69- 78, 2007 г.
.Косцов Э.Г., Фадеев С.И., Колесников А.А, Высокоэнергоемкие микроэлектромеханические коммутаторы, Нано- и микросистемная техника., N 8,.стр. 66 -71, 2007 г.
В. П. Драгунов, Э.Г. Косцов, МЭМ электростатический генератор энергии, Нано- и микросистемная техника., N 11, стр. 47 -53, 2007 г.
Косцов Э.Г., Микроэлектромеханические высокоэнергоемкие преобразователи энергии на нанометровых зазорах, Наука и нанотехнологии, Материалы Научной сессии Президиума Сибирского Отделения РАН, стр. 103 -114, 2007 г.
L. Baginsky and E.G. Kostsov, High energy output MEMS based on thin layers of ferroelectric materials, Ferroelectrics, v. 351. pp. 69- 78, 2007 г.
L Baginsky, E. G.Kostsov, V.S. Sobolev, High energy microelecromechanical oscillator based on the electrostatic microactuator, Proc. SPIE Vol. 7025, 70251E (Apr. 29, 2008 г.)
Kostsov E.G. Electromechanical energy conversion in the nanometer gaps, Proc. SPIE Vol. 7025, 70251G (Apr. 29, 2008 г.)
Ахметов Д.Г., Косцов Э.Г., Соколов А.А, Микроэлектромеханические электростатические высокопроизводительные инжекторы микроструй жидкости, Нано - и микросистемная техника., N 1,.стр. 53 -60, 2008 г.
L Baginsky, E. G.Kostsov, V.S. Sobolev, High energy microelecromechanical oscillator based on the electrostatic microactuator, Proc. SPIE Vol. 7025, 70251E (Apr. 29, 2008)
Kostsov E.G. Electromechanical energy conversion in the nanometer gaps, Proc. SPIE Vol. 7025, 70251G (Apr. 29, 2008)
Kostsov E.G., Наноэлектромеханические системы, Международная энциклопедия ЮНЕСКО «Нанонаука и Нанотехнологии», издательство, EOLSS, Nanoscience and Technology, 2009, «Nanoelectromechanical systems, (NEMS)» стр.662-676
Соболев В.С., Косцов Э.Г., Щербаченко А.М., Уткин Е.Н., Харин А.М. Микровибрации конструкций капитальных строений как источник возобновляемой энергии для МЭМС – генераторов. Нано – микросист. техн. 2009 г.; 1, 42.
Драгунов В.П., Косцов Э.Г., Особенности функционирования электростатических микрогенераторов энергии, Автометрия N3 , 62-73, 2009 г.
Kostsov E.G., Состояние и перспективы микро - и наноэлектромеханики, Автометрия N3 , 3-52, 2009, (Status and Prospects of Micro- and Nanoelectromechanics, Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing, 2009 г., Vol. 45, No. 3, pp. 3–52
Косцов Э.Г., Микроэлектромеханические устройства на нанометровых зазорах, Сборник докладов участников Второго Международного форума по нанотехнологиям, 6-8.09.09, стр. 152 – 153, Москва 2009 г..
Косцов Э.Г., Обратимый электростатический «клей», Наука из первых рук, N 2, стр.8-9, 2009 г.
Baginsky, I.L.; Kostsov, E.G.; Sokolov, A.A. Electrostatic microgenerators of energy with a high specific power, Optoelectron. Instrum. Data Process. 2010 г., 46, 580–592.
Э.Г. Косцов, В.С. Соболев, Низковольтный элемент программируемой полем динамической дифракционной решетки, Автометрия, N3, стр.101-109, 2010 г.
И.Л. Багинский, Э.Г. Косцов, А.А. Соколов, Электростатические высокоэнергоемкие микрогенераторы энергии, Автометрия. N 6, стр. 90 -105, 2010 г.
L. Baginsky and E. G. Kostsov, Reversible High Speed Electrostatic “Contact”, Semiconductors, 2010 г., Vol. 44, No. 13, pp. 1654–1657.
Косцов Э.Г., Микро - и наноэлектромеханика. Состояние и перспективы, 84 стр. Изд-во LAP, 2011 г. , LAP LAMBERT Academic Publishing, Germany, ISBN 978-3-8433-1312-4
Baginsky I.L., Kostsov E.G. MEMS Based on Thin Ferroelectric Layers: Ferroelectrics - Applications, Book 4, pp. 35-59, 2011 г., (ISBN 978-953-307-456-6) Book edited by:Dr. Mickaël Lallart.
Baginsky, I.L.; Kamyshlov, V.F.; Kostsov, E.G. Specific features of operation of a two-capacitor electrostatic generator. Optoelectron. Instrum. Data Process. 2011 г., 47, 608–624.
Kostsov & A. A. Sokolov, Simulation of microfluidic device with high-power capacitive electrostatic microactuators, J. Micro-Nano Mech., V.6, Issue 3 (2012 г.), Page 97-102 (The Journal of Micro-Bio Robotics)
L. Baginsky, E.G. Kostsov, High energy density capacitance microgenerators, Book “Small-scale Energy Harvesting,” Editor Dr. Mickaël Lallart, Laboratoire de GÃ©nie Electrique et de FerroÃ©lectricitÃ© (LGEF), INSA Lyon, France pp. 61-91, 2012 г., ISBN: 979-953-307-124-3
Э.Г. Косцов, Микроэлектромеханический ускоритель массы, Автометрия, N4, 2012 г., c 93-104
Э.Г. Косцов, А.А. Соколов, Микроэлектромеханические высокоэнергоемкие инжекторы струй жидкости, Доклады конференции «Фундаментальные основы МЭМС и нанотехнологий», Новосибирск, 2012 г., стр.215-219.
И.Л. Багинский, Э.Г. Косцов, Электростатические емкостные высокоэнергоемкие микрогенераторы, Доклады конференции «Фундаментальные основы МЭМС и нанотехнологий», 2012 г., стр.54 -59.
Э.Г.Косцов, С.И.Фадеев, Микроэлектромеханические резонаторы для гигагерцовых частот, Доклады конференции «Фундаментальные основы МЭМС и нанотехнологий», 2012 г., стр.220-225.
А.М. Белкин, Э.Г. Косцов, В.С. Соболев, Численное моделирование дифракционной эффективности ступенчатых мэмс решеток, Доклады конференции «Фундаментальные основы МЭМС и нанотехнологий», 2012 г., стр.75- 80.
Baginsky, I.L.; Kostsov, E.G.; Kamishlov, V.F. Two-capacitor electrostatic microgenerators. Engineering 2013 г., 5, No.11A , pp. 9–18.
Э.Г. Косцов, С.И. Фадеев, Микроэлектромеханические резонаторы для гигагерцовых частот, Автометрия, N 2, стр. 115 – 122, 2013 г.
L. Baginsky, E.G. Kostsov, Modelling and Simulation of MEMS Electret Vibration-Driven Energy Harvesters, International Review of Modelling and Simulations (IREMOS), 2013, V6, N 1 pp. 203 – 213.
Косцов Э.Г., Фадеев С.И О функционировании СВЧ микроэлектромеханического резонатора, Сибирский журнал индустриальной математики, N4, 2013 г. стр. 75-86
Э.Г. Косцов, А.М. Белкин, Ступенчатые отражательные дифракционные МЭМС решетки, Микро- наносистемная техника, N 9, стр. 44-49, 2013 г.
Косцов Э.Г., Князев И.В., Микроэлектромеханические дифракционные решетки, Автометрия, N 3 стр. 71 - 89, 2013 г.
Косцов Э.Г. Электростатический механический привод, патент RU 2488 214 Дата публикации 20.07.2013 г., Бюл. N20 1
Э.Г. Косцов, С.И. Фадеев, Д.О. Пиманов, Численное исследование математических моделей микроэлектромеханических резонаторов разного типа, Сибирский журнал индустриальной математики, СИБЖИМ, 2014 г., Том XVII, №4(60), стр.120-135
Э.Г. Косцов, И. В. Князев, МЭМС ДИФРАКЦИОННЫЕ РЕШЕТКИ С ПЕРЕСТРАИВАЕМОЙ ПОЛЕМ ДЛИНОЙ СВЕТОВОЙ ВОЛНЫ, сборник материалов, Международная научная конференция СибОптика – 2014 г., с.161 - 167
А.В. Глухов, В.П. Драгунов, Э.Г. Косцов, В.Ю. Доржиев, И.В. Князев. МЭМС-преобразователи энергии механических колебаний в электрическую энергию // Сборник материалов конференции "Состояние и направления развития микросистемных технологий в обеспечение создания перспективных образцов вооружения и военной техники". 2014 г. 5 с.
И.Л. Багинский, Э.Г. Косцов, А.А. Соколов, Новый подход к созданию электростатических микрогенераторов ударного типа, Автометрия N 3, с. 113- 125, 2015г.
Kostsov E.G., High-speed drive based on energy transformation in nanometer gaps, 5th Annual World Congress of Nano Science & Technology-2015, Nano S&T-2015 г., Xi’an, , Session 401: Nanoelectronics and Nanosystems.
I. Fadeev, E. G. Kostsov, and D. O. Pimanov, Numerical Study of Mathematical Models of Microelectromechanical Resonators of Various Types, Journal of Applied and Industrial Mathematics, 2015 г., Vol. 9, No. 1, pp. 47–60.
Baginsky, E. Kostsov, A. Sokolov. Single-capacitor electret impact microgenerator // Micromachines, 2016 г., 7, No 1, 5, 11 pp. 2-14
Фадеев С.И., Косцов Э.Г., Пиманов Д.О., Исследование математической модели микроэлектромеханического резонатора типа платформа, Журнал вычислительные технологии, 2016 г., N2, том 21, стр..63 – 87
Багинский И.Л., Косцов Э.Г., Буханец Д.И., Оценка максимальной удельной мощности емкостных электростатических микрогенераторов, Нано- микросистемная техника, 2016 г., N8. стр. 518 -528
Kostsov E.G. and Sokolov A.A. Fast-Response Electrostatic Actuator Based on Nano-Gap, // Micromachines, 2017, v. 8(3), 78; pp.2-7.
Князев И.В., Палагин М.С., Косцов Э.Г., Глухов А.В., Разработка быстродействующего коммутатора оптических сигналов с динамически перестраиваемой длинной волны ", Electronic engineering. Series 2. Semiconductor devices. Issue 1 (244) 2017 г., pp. 31-36
Багинский И.Л, Косцов Э. Г. // Емкостные МЕМС акселерометры сверхвысоких ускорений, Автометрия, 2017 г., N 3, стр.107 – 116

↑

Патенты по МЭМС

Kostov ,V.Dyatlov, P.Perlo, Electrostatic linear motor, European Patent N97830474.9-2207 заявлено 17.10. 1996 г.
Kostov ,V.Dyatlov, P.Perlo, Step linear electrostatic motor, European Patent N97830473.1-2207 г. заявлено 17.10. 1996 г.
Dyatlov V. and Kostsov E., Perlo P., Motore elettrosstatico lineare, патент Италии N TO 96A000846, depositata 17.10.1996 г.
Dyatlov V. and Kostsov E., Perlo P. Motore elettrosstatico lineare a passo, патент Италии N TO 96A000847, depositata 17.10.96.
Dyatlov, E.Kostsov, P.Perlo, Attuatore elettrostatico lineare a passo,патент Италии N ТО97А000770, заявлено 29 августа 1997 г
Dyatlov, E.Kostsov, P.Perlo Attuatore elettrstatico a vibrazione патент Италии N ТО97А000767, заявлено 29 августа 1997 г.
Dyatlov, E.Kostsov, P.Perlo, I.L.Baginsky, V. F. Kamishlov, Attuatore elettrostatico, патент Италии N ТО97А000768, заявлено 29 августа 1997 г.
.Kostov ,V.Dyatlov, P.Perlo, Attuatore elettrostatico, патент Италии N ТО97А000769, заявлено 29 августа 1997 г.
Kostov Edward, Dyatlov Vinceslao, Perlo Piero Electrostatic linear motor and control method there for, Japanese patent N 10136663, Data of publication on application 22.05.1998 г.
Kostov Edward, Dyatlov Vinceslao, Perlo Piero Electrostatic linear motor, Japanese patent N 10144973, Data of publication on application 29.05.1998 г.
Dyatlov, E.Kostov, P.Perlo, Step linear electrostatic motor, US Patent N5808383 от 15сентября 1998 г.
Dyatlov V.L., Kostsov E.G., Planar electrostatic micromotors on the basis of the ferroelectric films, // Integrated Ferroelectrics, 1999 г., N23, pp.149 – 160. V.
Dyatlov, E.Kostov, P.Perlo, Electrostatic linear motor, US Patent N5898254, от 27 апреля 1999 года.
Kostov ,V.Dyatlov, P.Perlo, Step linear electrostatic motor, патент Испании, Patent ES 2153646 (T3), дата публикации 2001 г.-03-01
Kostov ,V.Dyatlov, P.Perlo, Step linear electrostatic motor, Немецкий патент DE 69703961, дата публикации 2001 г.-09-06.