Описана технология формирования наноуглеродных эмиттеров для интегральных автоэмиссионных элементов. Определены режимы получения различных углеродных пленочных структур: алмазных, графитовых, графеноподобных. Исследован низкотемпературный метод получения ультрадисперсных алмазов. Показано, что высокие эмиссионные свойства наноалмазографитовых эмиттеров обеспечиваются за счет эффекта самоорганизации алмазных нанокристаллов в графитовой пленке в процессе осаждения пленок из паров этанола при низком давлении с использованием высоконеравновесной СВЧ-плазмы. На основе разработанного метода изготовлены и исследованы экспериментальные образцы интегральных автоэмиссионных диодов с наноалмазографитовыми эмиттерами. Получены следующие параметры интегральных автоэмиссионных диодов: порог эмиссии 2,5 В/мкм, плотность эмиссионного тока 1,75 А/см. При исследовании эмиттеров лезвийного типа получена наибольшая плотность тока - более 20 А/см.
Микромеханические акселерометры (ММА) широко применяются в промышленности, а также в робототехнике, так как характеризуются низким энергопотреблением, малыми габаритами и массой, невысокой стоимостью при серийном производстве. Поэтому разработка и исследование ММА является актуальной задачей. В работе при моделировании чувствительного элемента (ЧЭ) ММА использована программная система конечно-элементного анализа, позволяющая провести статический и модальный анализ. Приведены результаты предварительных расчетов масштабного коэффициента ММА, который может быть собран на основе разработанного ЧЭ и сигма-дельта-преобразователя. Описан технологический процесс изготовления ЧЭ ММА с использованием анизотропного жидкостного химического травления кремния для получения различных профилей соответствующих кристаллографических плоскостей. Представлены результаты исследования влияния технологических погрешностей на геометрические размеры ЧЭ: выявлена зависимость величины бокового подтрава кремния от точности углового совмещения маски с кристаллографической осью пластины (100). Проведенное моделирование подтвердило работоспособность конструкции, расчеты показали изменение масштабного коэффициента в диапазоне температур от -60 до +125 °C, номинальной емкости и емкости при изменении линейного ускорения в диапазоне ±60 g . При изготовлении ЧЭ на основе проведенных исследований можно получить боковой подтрав не более 5 мкм при глубине анизотропного жидкостного химического травления 250 мкм для пластин КДБ-0,01 с допуском на ориентацию ±30' или с разориентацией такой же величины, допущенной во время экспонирования.
Исследованы возможности корректировки параметров микроэлектромеханических кольцевых датчиков угловой скорости с помощью балансировки, осуществляемой изменением массы отдельных сегментов кольца, и оптимизации внутрикорпусного давления в процессе изготовления таких приборов. Получены положительные результаты для опытных образцов. Предложен алгоритм реализации балансировки посредством изменения массы сегментов кольца, позволяющий уменьшить разность резонансных частот колебаний кольца в различных направлениях.
На этапе предварительного проектирования топологии чувствительного элемента микромеханического акселерометра необходимо иметь определенный набор критериев его надежности. В работе на основе математического анализа сделано уточнение и обобщение формул для оценки момента упругости и жесткости торсионов чувствительного элемента микромеханического акселерометра. Получен тривиальный критерий работоспособности чувствительного элемента. Намечен путь создания эридитарной системы моделей для оценки работоспособности микромеханического акселерометра с учетом термомеханических воздействий окружающей среды.