CC BY
91
МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 12/2017 ISSN 2410-700Х
передает на ПК параметры о текущих параметрах состояния климата в рабочей камере устройства. Связь между ПК и главным блоком управления является двунаправленной.
Контроль текущего состояния климата. Блоки контроля состояния воздуха и почвы получают и накапливают данные с датчиков. При запросе от главного блока управления, блоки контроля отправляют ему данные о текущем состоянии климата системы.
Регулировка текущего состояния климата. После получения желаемых параметров состояния климата и текущих параметров, главный блок управления принимает решение о том, какие исполнительные элементы должны быть задействованы и в каком режиме. После этого главный блок управления отправляет соответствующие команды на блок управления исполнительными элементами. Блок управления исполнительными элементами, в свою очередь, включает в заданном режиме тот или иной исполнительный элемент.
Выводы
В работе был проведен анализ проблемы выращивания растений на космических аппаратах. Была выявлена необходимость и перспективность проведения разработок в данном направлении. Было предложено решение данной проблемы в виде разработки мехатронного устройства «Фитотрон». Были сформулированы основные параметры данного устройства, представлены структурная и функциональная схемы устройства. Описаны основные узлы устройства и принцип работы всей системы. Список использованной литературы
1. FindPatent.ru - патентный поиск, 2012-2016 [электронный ресурс]
Режим доступа: http://www.findpatent.ru/patent/255/2557572.html (дата обращения 20.03.2017)
2. Fitotron. [электронный ресурс] Режим доступа: http://www.fitotron.co.uk/products/standard-growth-chambers/ (дата обращения 22.03.2017)
3. Искусственное освещение растений. [электронный ресурс]
Режим доступа: http://indasad.ru/osveshchenie/662-iskusstvennoe-osveshchenie-rastenij (дата обращения 21.04.2017)
4. Б. С. Мошков, Выращивание растений при искусственном освещении, Издательство: Колос, Год: 1966
5. Еда-космонавтов.рф [Электроный ресурс]
Режим доступа: http://еда-космонавтов.рф/blog/post/kosmiceskoe-pitanie-budusego-vyrasivanie-edy-v-kosmose (дата обращения 20.10.2017)
6. Сельское хозяйство в космосе. [электронный ресурс]
Режим доступа: https://geektimes.ru/post/278092/_(дата обращения 20.10.2017)
7. NASA. [электронный ресурс]
Режим доступа: https://www.nasa.gov/feature/space-farming-yields-a-crop-of-benefits-for-earth (дата обращения 20.10.2017)
© Сидоренков В.А., Лосев О.Д., Анчутин В.А., 2017
УДК 316.77
Суарес Д.А.,
Doctor of Science in Telecommunications Engineering.
E-mail: douglas170667@gmail.com
АНАЛИЗ И ОСОБЕННОСТИ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ
Аннотация
Одной из наиболее важных отличительных особенностей органических светодиодов является, более
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 12/2017 ISSN 2410-700Х_
высокий КПД, и, соответственно, более низкое энергопотребление. Светодиоды, изготовленные из органических полупроводниковых материалов, постепенно вытесняют традиционные лампы накаливания и люминесцентные энергосберегающие лампы. За счет высокой эффективности преобразования электроэнергии в световую (более 100 Лм/Вт), высокой надежности и длительного срока службы (порядка 100 тыс. часов), а также экологической безопасности, светодиодные источники освещения в ближайшее время будут представлять собой основное средство освещения для бытового и промышленного применения.
Использование органических светодиодов в осветительных устройствах позволяет, помимо эксплуатационных показателей, достичь достаточно высоких функциональных характеристик - например, добиться равномерного свечения поверхностей больших размеров или осуществлять регулирование области люминесценции в широких пределах за счет внесения изменений в рецептуру используемых материалов.
Ключевые слова
материалы органической электроники, OLED-дисплеи, атомов углерода, полупроводниковые полимеры
Материалы органической электроники также нашли широкое применение в фотовольтаических устройствах (солнечных батареях). В отличие от ранее использовавшихся полупроволниковых материалов на кремниевой основе, полупроводниковые органические материалы в солнечных батареях характеризуются значительно более высокими показателями по КПД- например, при использовании аморфного кремния стоимость получаемой электроэнергии снижается в з раза [1], а при использовании объемного гетероперехода между полигексилтрофен и РСВМ (метиловый эфир 6,6 - фенил - С71 -бутановой кислоты) с характерным размером разделения двух фаз порядка 10 нм, то эффективность такой батареи может достигать 7%. Результат описанных размерных эффектов в фотовольтаических устройствах, строящихся на основе органических полупроводников, начинает проявляться при размерах порядка 1 нм, при том что для неорганических полупроводниковых материалов такие эффекты проявляются на размерах порядка 100 нм. Получение максимального эффекта возможно при использовании материалов p- и n-типов со схожими показателями растворимости.
Учитывая трехкратное повышение КПД и снижение массы и стоимости солнечных батарей, появляется возможность их широкого использования в мобильных устройствах.
В работе [6] приведены сведения о том, что в настоящее время типичные размеры кремниевого элемента ограничиваются величиной 0.1 мкм. Дальнейшее уменьшение размеров наталкивается на принципиальные физические ограничения. При этом необходимо отметить, что современные технические методы изготовления интегральных схем не вносят ограничений в размеры элементов. Горизонтальные размеры элементов определяются возможностями рентгеновской, электронной и ионно-лучевой литографии, их разрешение меньше 0.1 мкм. Вертикальный размер структур определяется возможностями эпитаксиальных методов выращивания и здесь также можно создать элементы с толщиной базы меньше 0.1 мкм, [2].
Наиболее важным отличием материалов органической электроники от традиционно используемых является их значительно более высокая технологичность в промышленном масштабе, что, в свою очередь, существенно снижает себестоимость реализации как непосредственно электронных элементов, так и конечных устройств.
Также материалы органической электроники обладают, в большинстве своем, двумя существенными преимуществами в сравнении с традиционно используемыми неорганическими материалами -возможностью управления свойствами проводимости и агрегатное состояние в виде растворов [3]. Управление свойствами проводимости осуществляется посредством внесения изменений в состав или добавления примесей к органическим соединениям.
Растворенное состояние органических веществ позволяет существенно упростить технологические процессы, связанные непосредственно с производством электронных компопент. Раствор, содержащий органическое соединение, наносится методом распыления, трафаретной или струйной печати на слой
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 12/2017 ISSN 2410-700Х_
подложки, и после испарения растворителя на подложке остается слой полупроводника с необходимой толщиной и конфигурацией, в том числе монослой толщиной в одну молекулу. Послойное нанесение позволяет изготовить в рамках одного технологического процесса сложные многослойные устройства без существенных конструктивных ограничений [7]. Данные методы характеризуются значительным упрощением производственного процесса в сравнении с традиционно используемыми методами фотолитографии и пр.
Следует отметить, что подложка, на которую наносится органическое полупроводниковое вещество, может обладать любыми требуемыми свойствами - гибкостью, прозрачностью, водостойкостью, биоразлагаемостью и пр., при этом свойства подложки в наибольшей степени определяют эксплуатационные характеристики конечного изделия [4].
Особенности технологических свойств органических полупроводниковых материалов позволяют использовать единые технологические процессы для производства всех типов электронных устройств -светоизлучающих устройств, солнечных батарей, транзисторов и пр.
В рамках ряда исследований, направленных на поиск универсальных технологических решений по производству электронных устройств с использованием материалов органической электроники, была подтверждена возможность использования для производства классических полиграфических методов, что позволяет судить не только о невысокой стоимости изготовления, но также и о возможностях оперативного производства крупных серий устройств.
Использование материалов органической электроники, помимо упрощения и удешевления технологических процессов производства электронных элементов, позволяют дополнить традиционный круг устройств, где применяется электроника [5]. Например, использование гибкой подложки электронных устройств позволит реализовать идеи встраивания их в одежду, аксессуары, упаковку продуктов и промышленных товаров. Использование прозрачных подложек позволяет в значительной степени расширить функциональность конечного продукта.
Простота и дешевизна изготовления электронных устройств с материалами органической электроники позволяет производить одноразовые устройства, а использование биоразлагаемых материалов позволяет производить устройства с ограниченным сроком службы, не требующих реализации специализированных мер по утилизации выведенных из эксплуатации изделий.
Существенным преимуществом полимерных органических полупроводниковых материалов является малая толщина слоя, что в сравнении с кремниевыми электронными устройствами приводит к существенной экономии материалов. Например, при должной организации молекул в слое органического полупроводника, достаточно слоя толщиной в 1 нм для нормального функционирования транзисторов. Для кремниевой электроники такая толщина находится в значительно больших диапазонах [8].
С конструктивной точки зрения, для распространенных электронных элементов использование материалов органической электроники является полностью аналогичным применению традиционных кремниевых материалов, поскольку для создания элемента требуется три аналогичных типа материала -проводник, диэлектрик и полупроводник. При этом для кремниевой электроники характерно использование весьма ограниченного перечня материалов, в котором диэлектриком чаще всего является оксид кремния, проводником - различные виды металлов, а полупроводником - легированный кремний, а в органической электронике все виды материалов могут быть синтезированы на основе органических углеродных молекул с применением всевозможных технологических приемов.
На практике, в приборах на основе кремния дрейфовая скорость носителей на два порядка ниже, поэтому время прохождения активной области будет еще на два порядка больше. Более быстрыми являются транзисторы на горячих электронах или приборы на основе GaAs, но они относительно более дороги. Существует также проблема, связанная с большой сложностью современных кремниевых приборов и микросхем, что приводит к малому проценту выхода годных приборов и к значительным трудностям, связанным с их тестированием.
Наиболее экономичным и производительным решением является технология, предложенная компанией Rolltronics под названием roll- to- roll, позволяющая реализовать конвейерный принцип
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 12/2017 ISSN 2410-700Х_
производства электронных изделий на гибкой пластиковой подложке, смотанной в рулон до 1 метра шириной и 300 метров длиной с последующей нарезкой. Для данной технологии используются решения, применяющиеся в типографской офсетной и глубокой печати (в зависимости от технических требований к конечному прибору) с последовательным поэтапным нанесением различных слоев в рамках одного производственного цикла при температурном режиме не выше 125 гр.С, что является весьма щадящим к используемым [3, 7].
Использование органических полупроводниковых материалов в приборах отображения информации характеризуются следующими преимуществами:
S отсутствие необходимости в реализации подсветки и высокая яркость светового излучения - более 100000 кд/м2;
S высокая контрастность изображения за счет отсутствия свечения пикселей, отображающих черный свет. В жидкокристаллических дисплеях характеристики светофильтров не позволяют отображать нулевую освещенность, а для OLED контрастность может достигать показателей 1000000:1;
S минималное время отклика при смене изображения за счет фактического отсутствия эффектов инерционности. По данному показателю OLED- дисплеи превышают аналогичные характеристики LCD в 102 - 103 раз;
S более простое конструктивное решение дисплеев, и, соответственно, меньшая толщина и вес изделий;
S широкий температурный диапазон эксплуатации;
S 180- градусный угол обзора, поскольку в таких дисплеях отсутствуют светофильтры, ограничивающие поле обзора.
Устройства отображения информации на основе материалов органической электроники, наряду со значительными преимуществами, характеризуются также рядом недостатков:
S невысокий срок службы устройств, связанный с деградацией органических светодиодов. Наименьшим сроком службы характеризуются OLED синего свечения - не более 17,5 тыс. часов. Для всех органических светодиодов характерна постепенная деградация, выражающаяся в снижении яркости свечения после 5000 часов работы;
S подверженность влиянию ультрафиолетового излучения и воды, а также некоторых видов агрессивных сред;
S неравномерность выгорания элементов в связи с различными режимами работы экранов; S высокая цена.
Список использованной литературы
1. Романова И. Органические светодиоды. Новые материалы, новые технологии. // Электроника: наука, технология, бизнес, № 6, 2012.
2. Подлесный А.О., Полякова О.С. Органические светодиоды как средство создания дисплеев нового поколения // Управление инновациями: теория, методология, практика. №4, 2013.
3. Ron Mertens. The OLED Handbook: A Guide to OLED Technology, Industry & Market. 2015 Edition. Ron Mertens, Herzelia, Israel, 2015.
4. Kapil V. Sakariya. Current Programmed Backplanes for Amorphous Silicon AMOLED Displays. University of Waterloo. Department of Electrical and Computer Engineering, 2006.
5. Кириллов С.В. Электролюминесценция полимерных систем в присутствии органических люминофоров. Автореф. дисс. канд. хим. наук, М., 2004.
6. В МГУ получили дешевые органические материалы для гибкой электроники // Материалы информагентства ТАСС, 02/2016.
7. Takatoshi Tsujimura. OLED Display Fundamentals and Applications. John Wiley & Sons, 2012.
8. Eugenio Cantatore. Applications of Organic and Printed Electronics: A Technology-Enabled Revolution. Springer Science & Business Media, 2012.
© Суарес Д.А., 2017
_МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «СИМВОЛ НАУКИ» № 12/2017 ISSN 2410-700Х_
ИСТОРИЧЕСКИЕ НАУКИ
УДК 9
Мужехоева Мадина Батыровна,
Аспирант Ингушского государственного университета научная специальность 07.00.02 - Отечественная история
madina.muzhexoeva@mail.ru;
Научный руководитель: Матиев Тимур Хусенович,
кандидат исторических наук, доцент, заведующий кафедры истории Ингушского государственного университета
РАБОЧЕ-КРЕСТЬЯНСКАЯ КРАСНАЯ АРМИЯ В БОЯХ ЗА МАЛГОБЕК
Аннотация
История сражения Красной армии за Малгобек мало исследована в российской историографии. Между тем, именно здесь, на склонах Терского хребта, застопорилось наступление немецкой армии на важнейшем стратегическом направлении. Малгобекская оборонительная операция является важной вехой в истории Великой Отечественной войны.
Ключевые слова
Красная армия, битва за Кавказ, Малгобек, Малгобекская оборонительная операция.
Muzhekhoyeva Madina Batyrovna
Post- graduate student of Ihgush State University
THE WORKERS 'AND PEASANTS' RED ARMY IN THE BATTLES FOR MALGOBEK
Annotation
The history of the Red Army's battle for Malgobek is little studied in Russian historiography. Meanwhile, it was here, on the slopes of the Tersky Range, that the German army's offensive on the most important strategic direction was stalled. The Malgobek defense operation is an important milestone in the history of the Great Patriotic War.
Key words
Red Army, the battle for Kazakz, Malgobek, Malgobek defensive operation.
Тема Великой Отечественной Войны, несмотря на прошедшие десятилетия, остается до сих пор близкой и актуальной для нашей страны. Слишком глубоки следы, которые оставила война в исторической памяти народов бывшего СССР. Для нашей страны, понесшей в этой войне самые значительные потери, в истории которой эта война стала одной из самых больших трагедий, важно как можно больше знать о ней.
Осенью 1942 г. на склонах Терского хребта, в окрестностях города Малгобека, разгорелась битва, неожиданно оказавшая значительное влияние на ход войны. На этом участке фронта в смертельном противоборстве сошлись главные силы действующих на Северном Кавказе немецких и советских сил в лице 1-й танковой армии Германии и Северной группы войск Закавказского фронта. Кавказское направление определялось директивой №41, подписанной Гитлером 5 апреля 1942 г. основным направлением [3].
Актуальность изучения деятельности Красной Армии в боях за Малгобек подтверждается тем, что оборона Малогбека является одной из важнейших страниц Великой О течественной Войны. Между тем историографическое представление этих боев представляет одно из малоисследованных белых пятен в истории как Великой Отечественной, так и во Второй Мировой войны. Множество документальных
