ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Модераторы: morozov, mike@in-russia, Editor

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33121
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#16   morozov » Чт дек 09, 2010 17:20

Не так, "Флуктуационные явления в полупроводниках и полупроводниковых приборах"
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Alexan
Сообщения: 29
Зарегистрирован: Пт дек 03, 2010 10:44

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#17   Alexan » Чт дек 09, 2010 18:18

Я дал две ссылки на статьи о фликкер-шуме. Надеюсь, что они найдут своего читателя.

А общение типа ?я умный, а ты дурак? для меня неприемлемо, да и вообще ничего такого не должно быть на форуме, тем более форуме научном.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33121
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#18   morozov » Пт дек 10, 2010 17:10

Это не о фликер шуме. Открывая тему я надеялся на разговор именно о фликер шуме. Или хотя бы о физике шумов.
А Высказывания эквивалентные "сам дурак" характерны именно для научных форума.
На митингах это не имеет смысла, там все понимают, что все дураки.
А вот обсуждение научных вопросов невозможно без критики...тем более на блогах которые по определению не предназначены для серьеза. К сожалению....

Хотите , что б Вас погладили по головке? Идите на альтернативный форум. Тут желательно придерживаться физической тематики.

Я еще раз просмотрел Вашу "строгую" статью - это не физика...
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Alexan
Сообщения: 29
Зарегистрирован: Пт дек 03, 2010 10:44

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#19   Alexan » Пт дек 10, 2010 21:56

Интересно, о чем же эти статьи, если не о фликкер-шуме?
И какой, по-вашему должна быть статья о фликкер-шуме? С операторами, пропагаторами, лагранжианами и уравнением Дирака?
Есть многостраничные статьи о фликкер-шуме, насыщенные заумными формулами и ссылками на зарубежные источники. Но они абсолютно ничего не дают для понимания сущности этого универсального явления, которое проявляется и в электрическом шуме, и в землетрясениях, и в солнечной активности, и в горных лавинах, и во многом другом.
А статьи, о которых Вы высказываетесь столь высокомерно-пренебрежительно, написаны экспериментатором, много лет работавшим с фликкер-шумом и близко знакомым с его свойствами. Ему удалось систематизировать эти свойства и дать всему комплексу свойств разумное объяснение.

Именно критику и хотелось бы услышать. Например, найти ошибку в рассуждениях.
Последний раз редактировалось Alexan Сб дек 11, 2010 13:07, всего редактировалось 1 раз.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33121
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#20   morozov » Пт дек 10, 2010 22:19

Вы уж извините не увидел предмета для критики. Физики не увидел.

+ большой минус работы - автор не смог донести идею... извините где изюм?
стандарт статьи, шаблон. Но главное не это задача сначала формулируется, ставится цель. И должен быть виден результат.

Кроме того на форуме голые ссылки не приветствуются. С чего это вдруг человек полезет по ссылке?
Чего он должен критиковать? С какой стати? Нормальный физик читает одну из ста статей и очень редко не по своей специальности.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

Alexan
Сообщения: 29
Зарегистрирован: Пт дек 03, 2010 10:44

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#21   Alexan » Сб дек 11, 2010 13:00

morozov писал(а):А высказывания эквивалентные "сам дурак" характерны именно для научных форума.
Не понял, вы действительно считаете, что на научных форумах надо выяснять "кто дурак?"
А я -то по своей наивности думал, что научный форум - место для обсуждения новых идей, для критического анализа результатов исследований.

А вообще-то спасибо "Валерию Борисовичу" за рекламу статей, которые позволяют снять покров загадочности с интереснейшего явления.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33121
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#22   morozov » Сб дек 11, 2010 13:23

А я -то по своей наивности думал, что научный форум - место для обсуждения новых идей, для критического анализа результатов исследований.
Ну так давайте идеи и результаты. Пригодные для такого обсуждения. И обязательно строго сформулированные. Я пытался Вам помочь.
Попробуйте Выкинуть все лишнее и сформулировать ВАШУ идею.

Прямо тут на форуме.
рекламу статей, которые позволяют снять покров загадочности с интереснейшего явления.
Да? По-моему Вы старались максимально запутать.
Вы для начала сами должны сформулировать задачу. Это нужно Вам.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

test123
Сообщения: 1074
Зарегистрирован: Чт янв 21, 2010 23:23

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#23   test123 » Сб дек 11, 2010 18:11

Что же может повлиять на количество носителей заряда (флуктуацию) в полупроводнике (п/п) или проводнике в случае исключения всех известных нам факторов влияния (по крайней мере тех, которые уже были исследованы)? Ничего...
Остаётся только один вариант, привнесение извне носителей заряда. Допустим есть такой транспорт, доставляющий заряд образцу. Как вариант ортопозитроний в магнитной ловушке (в вихревом магнитном поле), квант магнитного поля (КМП). Кстати, никто нам не ограничивает верхнее значения квантового числа L в данном случае, отсюда и соответствующая спектральная плотность фликкер шума, энергия будет расти пропорционально 1/f.
Проникновение КМП в образец п/п индуцирует в последнем заряд. Очевидна необходимость учитывать знак наведённого заряда. Возможны 2 варианта, либо общее количество носителей заряда в п/п увеличивается, либо уменьшается в зависимости от полярности наведённого заряда и состояния п/п. И если мы используем в качестве индикатора ток, то можем наблюдать соответствующую зависимость тока от количества поставляемых извне носителей заряда. Распределение и влияние наведённых зарядов в п/п полевого транзистора обосновывает меньший уровень шумов полевых транзисторов в низкочастотной области.
В тонком проводнике будет наблюдаться синхронное с п/п изменение тока. В проводнике процесс образования (наведения) заряда будет иным из-за "вязкости" проводника для КМП.
Можно предположить, что в диэлектрике будут появляться свободные заряды с пропорциональным изменением электрических характеристик диэлектрика. Если кратко, то пока так.
Позвольте небольшое дополнение в обоснование изложенного выше. Известен способ уменьшения шумов посредством параллельного включения транзисторов во входном каскаде приёмного тракта (усилителя). Флуктуации тока каждого транзистора за счёт привнесённых зарядов будут некоррелированы. Для эргодических процессов, в результате сложения на нелинейности и усреднения мы будем иметь нулевую функцию корреляции, что и проявляется как пропорциональное n(1/2^0.5) уменьшение шумов. Это справедливо для решения конкретных задач.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33121
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#24   morozov » Пн дек 13, 2010 0:52

Что же может повлиять на количество носителей заряда (флуктуацию) в полупроводнике (п/п) или проводнике в случае исключения всех известных нам факторов влияния (по крайней мере тех, которые уже были исследованы)?
В полупроводнике есть центры, захватывающие носители. В этом деле может участвовать и поверхность.
Проблема в другом.
При этом уровень энергии захвата должен быть сверхнизким, лучше нулевым. Иначе не получим сверхнизких частот, которые есть в эксперимент.
Инжекция носителей практически не возможна - образец остается электрически нейтральным. Да и шум это совсем другого типа - дробовый, сам по себе интересный. но достаточно понятный.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

test123
Сообщения: 1074
Зарегистрирован: Чт янв 21, 2010 23:23

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#25   test123 » Пн дек 13, 2010 15:06

morozov писал(а):При этом уровень энергии захвата должен быть сверхнизким, лучше нулевым. Иначе не получим сверхнизких частот, которые есть в эксперимент.
Инжекция носителей практически не возможна - образец остается электрически нейтральным. Да и шум это совсем другого типа - дробовый, сам по себе интересный. но достаточно понятный.
Простите, не могу согласиться.Если мы используем ток через п/п в качестве индикатора, тогда о нейтральности п/п не приходится говорить. Заряд индуцируется через посредство КМП по всему объёму п/п вне зависимости от его эл. состояния и температуры. С учётом распределения спектральной плотности (КМП), можно априори сказть, что избыточный заряд в п/п будет присутствовать всегда и вне зависимости от состояния п/п и его поверхности. Кроме этого, стохастичность дробового шума и независимость его от температуры прямо указывает на КМП как инициатора.
Учитывая равновероятность направления прихода КМП в образец, статистическую независимость потоков КМП и нелинейности взаимодействия индуцированных зарядов с кристаллической решёткой п/п, можно представить дробовой шум (и на высоких частотах) как результат усреднения в интервале, определяющем место этого результата в общем спектре шумов п/п. Фактически мы наблюдаем флуктуации тока, обусловленные автокорреляцией (АК) "связанных индуцированных зарядов". Квантовое число КМП определяет место АК в спектральном диапазоне шумов п/п, именно фликкер шумов.

test123
Сообщения: 1074
Зарегистрирован: Чт янв 21, 2010 23:23

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#26   test123 » Ср дек 15, 2010 0:57

Дополнительно к теме. Вероятно не всем понятна связь квантового числа КМП со спектром АК. При квантовом числе равном 1, воздействие на п/п ограничено во времени и представляет собой "почти" дельта-функцию со своим фурье-представлением (ФП), определяющим место на спектре шумов п/п. Очевидно, увеличение квантового числа КМП увеличивает как время воздействия, так и энергию и смещает положение ФП в область низких частот. Т.о. фликкер-шум (в существующем представлении) есть дробовой шум, вызванный КМП с квантовым числом от 1 до...(? ну очень больших значений), о величине которой можем судить по уже измеренным временным флуктуациям тока полупроводника.
Такая интерпретация фликкер-шума имеет перспективу развития аппаратных средств астрофизических исследований. Смею надеяться, что это теперь уже так надолго! (Если конечно мэтр согласится) :D :)
Последний раз редактировалось test123 Пн дек 20, 2010 11:15, всего редактировалось 2 раза.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 33121
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#27   morozov » Сб дек 18, 2010 0:23

test123 писал(а): Простите, не могу согласиться.Если мы используем ток через п/п в качестве индикатора, тогда о нейтральности п/п не приходится говорить. Заряд индуцируется через посредство КМП по всему объёму п/п вне зависимости от его эл. состояния и температуры.
Заряд спрятать невозможно. Потенциал образца зависит от всех зарядов, а раз так мы должны видеть потенциальный шум...
А фликер - токовый при фиксированном потенциале.
У Букингема подробно расписаны все варьянты. Флуктуации числа носителей измерялись впрямую. Эффектом Холла... не нашли. Впрочем зачем пересказывать
________________
6.6.5. Флуктуации числа носителей электричества

1//-флуктуации сопротивления, наблюдаемые в однородных
материалах, могут быть связаны либо с флуктуациями числа
носителей электричества, либо с флуктуациями их подвижно-
сти. Обратная зависимость от полного числа носителей в фор-
муле Хуга, очевидно, позволяет сделать предположение о том,
что флуктуация числа носителей является физическим механиз-
мом, обусловливающим 1//-спектр. Это предположение анали-
зируется ниже.
Число подвижных носителей в образце может испытывать
флуктуации за счет обмена либо с внешним источником, либо
при конечном числе внутренних энергетических состояний за
счет обмена, связанного с захватом носителей ловушками win
центрами рекомбинации ? генерации. В случае металлов и
примесных полупроводников обмен носителей, связанный с
внешним источником, исключается, так как должно выполнять-
ся условие нейтральности, и, следовательно, в этих материалах
]72 Глава 6
в качестве физического механизма образования флуктуации
необходимо привлечь захват носителей электричества ловуш-
ками, если имеют место флуктуации числа носителей.
Значение среднего квадрата флуктуации сопротивления,
получаемое интегрированием выражения Хуга по частотному
интервалу, перекрывающему десять порядков, составляет
[69]
F.30)
Столь высокий уровень шума может иметь место только в
тех случаях, когда количество ловушек сравнимо с количеством
самих свободных носителей в образце. Для металлов, где чис-
ло свободных носителей сравнимо с числом атомов, такого ко-
личества центров захвата найти нельзя. Следовательно, исполь-
зование в качестве потенциального физического механизма
флуктуации числа носителей для объяснения наблюдаемых
l/f-спектров у металлических пленок и вискеров не представля-
ется возможным.
Другая ситуация возникает в случае примесных невырож-
денных полупроводников, когда количество основных носите-
лей по величине на порядки меньше, чем количество атомов, и
может быть сравнимо с количеством ловушек. Мелколежащие
донорные и акцепторные уровни едва ли вносят существенный
вклад в шум, так как они расположены столь близко у краев
запрещенной зоны, что их заселенность почти не испытывает
флуктуации вообще. Но уровни ловушек, находящиеся около
центра запрещенной зоны полупроводника, могут обладать та-
ким распределением, которое соответствует интервалу времени
жизни носителей, с помощью которого можно объяснить экс-
периментально наблюдаемые 1/f-флуктуации. Трудность этой
идеи в том, что флуктуации посредством таких расположенных
в середине запрещенной зоны центров, по всей вероятности,
должны быть крайне чувствительны к изменению температуры
образцов, а подобный эффект экспериментально наблюдается
не во всех случаях.
Имеется определенное количество экспериментальных дан-
ных, которые подтверждают ту точку зрения, что 1/f-флуктуа-
ции сопротивления не связаны с флуктуациями числа носите-
лей. Величина термо-э. д. с. в разомкнутой цепи, состоящей из
двух образцов, изготовленных из одинакового материала и на-
ходящихся при разных температурах, зависит от концентрации
носителей и, следовательно, должна реагировать на любую
флуктуацию числа носителей, если она имеет место. Однако
Хуг и Гаал {33] не обнаружили l/f-шум у термоэлементов в
l/f-шум 173
режиме разомкнутой цепи, а Клейнпеннинг [41] не нашел экс-
периментального подтверждения гипотезы о флуктуации числа
носителей при измерениях термо-э. д. с, проведенных на образ-
цах германия с почти собственной проводимостью. Казалось
бы, это должно ясно указывать на то, что не флуктуации числа
носителей электричества обусловливают 1//-флуктуации сопро-
тивления.
Несмотря на это, гипотеза о флуктуации числа носителей
не может вообще не приниматься во внимание: совсем недав-
но некоторые экспериментальные результаты по измерению
1//-шума у различных типов кремниевых резисторов интерпре-
тировались, исходя из флуктуации числа носителей [39]; изме-
рения по эффекту Холла, проведенные Брофи и Ростокером
[14], и также Клейнпеннингом {42], свидетельствуют в пользу
этой гипотезы.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

test123
Сообщения: 1074
Зарегистрирован: Чт янв 21, 2010 23:23

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#28   test123 » Вс дек 19, 2010 0:51

Уважаемый ВБ, всё правильно в Ваших рассуждениях, кроме одного. Не нужно отождествлять стабильное состояние ортопозитрония с материальными носителями заряда. Здесь и далее я имею ввиду ортопозитроний (ОП) в магнитной ловушке. Это стабильное образование и носителем его является КМП. В проводниках ОП связывает электрон проводимости, образуя при этом электрон с нулевым спином. Этот электрон находится в связанном состоянии и не сможет участвовать в образовании тока. Общий ток уменьшается, а суммарный заряд не изменяется (!!!). При достаточном потоке КМП, когда все электроны проводимости будут блокированы, проводимость проводника может оказаться равной 0. ВБ, напрягитесь пож. и вспомните, когда лампочки накаливания перестают светиться будучи подключёнными к источнику тока... именно когда "зеленеют"!
Аналогично, с точностью до наоборот, произойдёт и с дырками п/п. Вот в чём причина флуктуаций тока. Это мне так представляецца. :)
А касаемо шумов, всё остаётся в силе.

Аватара пользователя
Alex Barri
Сообщения: 983
Зарегистрирован: Пт дек 12, 2008 15:07

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#29   Alex Barri » Вс дек 19, 2010 17:04

в журнале "Ломоносов" была краткая заметка (реферат из какого то зарубежного журнала) , что вольфрамовые проволочки толщиной 400 нм при пропускании тока светятся монохроматическми красным светом. Но не факт, что заряды при этом как то связаны.

test123
Сообщения: 1074
Зарегистрирован: Чт янв 21, 2010 23:23

Re: ЗАГАДКА ФЛИККЕР-ШУМА

Номер сообщения:#30   test123 » Пн дек 20, 2010 17:59

Некоторые возражения на работу Ш.М. Когана.
С учётом моих реплик и ссылки в статье на отсутствие пространственной корреляции фликкер-шумов (ФШ), следует обратить внимание на ошибочность определения распределения как гауссово. Это распределение является рэлеевским.
Поскольку КМП имеет длительность, определяемую квантовым числом, тогда процесс можно отнести к стационарному. Представляет интерес одна фраза на стр. 292, ?снизу она ограничена либо фильтром, препятствующим попаданию постоянного напряжения на анализатор, либо просто конечной длительностью каждой реализации случайного процесса?
Очевидно, что функция АК будет локализована в окрестностях одной частоты с полосой, определяемой удвоенным фурье-образом, о чём я упоминал выше.
Интерес представляет свойство КМП превращать проводники в диэлектрики, обеспечивая тем самым высокую проникающую способность КМП не поддающуюся экранировке. Ну как тут не вспомнить гений Николы Тесла.
Добавлю цитату из статьи: Было найдено , что флуктуации со спектром 1/f в двух пленках Аu, изолированных одна от другой слоем SiO толщиной О,6 мкм, некоррелированы. Нет корреляции между флуктуациями в двух соседних участках тонкой и узкой металлической пленки, находящихся на расстоянии ~ 1 мм. Не обнаружено никакой корреляции токовых флуктуаций в двух соседних транзисторах интегральной схемы (расстояние между транзисторами ? несколько десятков мкм) . Нет корреляции между флуктуациями проводимости различных участков инверсионного канала на p-Si (расстояние ~0,1 мм). Это означает, что корреляционная длина флуктуации, вызывающих шум, во всяком случае меньше указанных длин.

Ещё цитата:Так было бы, например, если бы источником шума 1/f были какие-нибудь геофизические или космофизические явления (такие гипотезы тоже высказывались). Наблюдаемая на опыте малая длина корреляции токового шума 1/f позволяет исключить подобные объяснения этого шума.
Какая роковая ошибка г-на Когана... Надеюсь к ней ещё вернуться в теме о гравитационных волнах.

Замечательное подтверждение моей гипотезы природы фликкер-шума. Нужно подавать заявку на шнобелевку. :) :hello:
Очевидно, что без нашего мэтра этот вопрос умер бы безвозвратно. В.Б. умеет делать правильную подачу и вброс нужной информации.

Ответить

Вернуться в «Дискуссионный клуб / Debating-Society»