Проектирование и расчет химических микрореакторов для использования в технологии устройств микросистемной техники тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.06, кандидат наук Конаков Степан Андреевич

• Конаков Степан Андреевич
• кандидат наук
• 2018

Оглавление диссертации кандидат наук Конаков Степан Андреевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Аналитический обзор химических микрореакторов

1.1. Используемая терминология

1.2. Краткий исторический обзор развития микрофлюидной техники и микрореакторов

1.3. Фундаментальные преимущества микрореакторов

1.4. Современные микрореакторы

1.5. Микрореакторы для осуществления процессов осаждения и травления

1.6. Выводы по литературному обзору и постановка задач исследования

Глава 2. Разработка аналитических моделей для расчета микрореакторов

2.1. Выбор методологии исследования

2.2. Общие положения об используемых аналитических моделях

2.3. Задача расчета микрореактора с движением потока вдоль оси симметрии

2.4. Пример расчета микрореактора с течением вдоль оси симметрии

2.5. Задача расчета микрореактора с движением потока вдоль оси симметрии

2.6. Пример расчета микрореактора с течением вдоль радиуса

2.7. Замечания к вопросу учета влияния диффузии и гетерогенных процессов

2.8. Выводы по главе

Глава 3. Математическая модель микрореактора с газовой фазой

3.1. Общие предположения о математической модели

3.2. Основные уравнения математической модели

3.3. Методы дискретизации

3.4. Граничные условия

3.5. Методы численного решения

3.6. Выбор расчетной сетки

3.7. Выводы к главе

Глава 4. Исследование закономерностей процесса локального химического осаждения из газовой фазы в микрореакторе

4.1. Микрореактор для локального химического осаждения из газовой фазы

4.2. Базовый численный эксперимент

4.3. Влияние скорости потока

4.4. Влияние диффузии

4.5. Влияние скорости объемной химической реакции

4.6. Влияние скорости поверхностной химической реакции

4.7. Влияние начальной концентрации

4.8. Влияние реакций на стенках микрореактора

4.9. Влияние неравномерного распределения температуры

4.10. Влияние геометрических параметров микрореактора

4.11. Выводы по главе

Глава 5. Моделирование процесса осаждения тонких пленок кремния и арсенида галлия в микрореакторе. Практическое применение микрореакторов с газовой фазой

5.1. Моделирование химического микрореактора для осаждения кремния

5.2. Моделирования химического микрореактора для осаждения арсенида галлия

5.3. Конструкция, технология изготовления и вопросы практического использования микрореакторов для химического осаждения из газовой фазы

5.4. Применение микрореакторов для локального осаждения материалов из газовой фазы

5.5. Выводы по главе

Глава 6. Разработка микрореакторов с жидкой фазой

6.1. Отличительные особенности микрореакторов с жидкой фазой

6.2. Технология жидкостного травления кремния в микрореакторах

6.3. Расчет профиля кремния при анизотропном травлении в микрореакторе

6.4. Экспериментальное исследование технологии анизотропного травления кремния в микрореакторе

6.5. Задача расчета тепла выделяемого в ходе анизотропного травления кремния в микрореакторе

6.6. Методика выбора параметров технологического процесса жидкостного травления кремния в микрореакторе

6.7. Решение задачи о распределении тепла выделяемого в ходе анизотропного травления

кремния в микрореакторе с применением методов компьютерного моделирования

6.8. Выводы по главе

Глава 7. Практическое применение микрореакторов с жидкой фазой

7.1 Обзор областей применения микрореакторов с жидкой фазой

7.2. Применение микрореакторов с жидкой фазой для создания каналов заданного гидравлического сопротивления в структуре микрофлюидного мостика Уинстона

7.3. Применение микрореакторов с жидкой фазой для решения технологических проблем создания устройств микросистемной техники

7.4. Выводы к главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Проектирование и расчет химических микрореакторов для использования в технологии устройств микросистемной техники»

Актуальность темы и степень её разработанности

В технологии современных устройств электронной и микросистемной техники существует ряд задач, которые не могут быть эффективно решены известными методами. К ним относятся: (1) создание функциональных слоев на непланарных поверхностях и пластинах с открытыми микромеханическими структурами гироскопов и акселерометров; (2) формирование чувствительных слоев на тонких мембранах и подвесах полупроводниковых газовых сенсоров; (3) серийное производство чипов с индивидуальной топологией рисунка на физическом уровне для систем электронной идентификации; (4) формирование совмещенных каналов с заданным гидравлическим сопротивлением в многослойных пластинах кремний-на-стекле в технологии производства микрофлюидных аналитических систем и тепловых микротрубок.

Во всех этих задачах необходимо проводить осаждение или травление на локальных участках поверхности пластины (с характерными размерами от единиц до сотен микрометров), не воздействуя на её другие части. Традиционно для этих целей на пластину наносят маскирующий слой, в котором методами литографии формируется рисунок. Для вышеперечисленных задач такой подход не может быть использован по нескольким причинам: (1) фоторезист трудно нанести на поверхность с развитым рельефом; (2) жидкостные операции проявления и травления повреждают тонкие мембраны и микромеханические структуры; (3) невозможно обрабатывать каждый чип на пластине в индивидуальном порядке; (4) невозможно точно контролировать геометрию и свойства конечной микроструктуры ввиду технологических вариаций процесса литографии. Для решения указанных практических задач необходимо использовать технологии, связанные с безмасочным осаждением и травлением веществ.

Сегодня известны способы напыления через свободную маску, технологии струйной печати, методы осаждения и травления стимулированные электронным, ионным или лазерным лучом. Для технологии свободной маски характерны большие минимальные размеры (от 50 мкм), невозможность индивидуализации чипов, сложности в работе с непланарными структурами, размытие границ при химическом осаждении из газовой фазы (ХОГФ). Технологии струйной печати при минимальном размере от 20 мкм имеют малую номенклатуру осаждаемых из жидкой фазы веществ и ограниченны в контроле состава и свойств материала.

Методы осаждения и травления стимулированные электронным или ионным пучком позволяют формировать структуры нанометровых размеров, что является недостатком, когда необходимо обрабатывать большую площадь, по причине значительных временных затрат и

неоднородности получаемого покрытия. Зарядка ограничивает тип используемой подложки, затруднен контроль физико-химических условий в области воздействия пучка.

К недостаткам метода ХОГФ стимулированного лазерным лучом следует отнести сам принцип локализации процесса за счет точечного нагрева поверхности. Градиенты температур негативно сказываются на механической прочности микроструктуры. В технологии ХОГФ температура существенно влияет на состав, морфологию и другие свойств материала. Использование лазера для нагрева не позволяет точно контролировать температуру осаждения, процесс является нестационарным и плохо управляемым на микроуровне. Проблемы возникают при осаждении на структуры из прозрачных (по отношению к излучению) материалов с выраженным рельефом, ввиду неконтролируемого рассеивания и отражения. Принципиальное ограничение метода - инициализация процесса около поверхности. Невозможно инициировать реакции в газовой фазе, приводящие к формированию наночастиц с последующим их локальным осаждением. Это важное ограничение, поскольку именно наночастицы, являются перспективным материалом для различных применений, в частности для газовых сенсоров.

Таким образом, известные сегодня методы локальной безмасочной обработки не являются универсальными, обладают недостатками и ограничениями, и поэтому находят свое применение только для решения небольшого количества узкоспециализированных задач.

Актуальной проблемой является разработка метода безмасочного проведения локальных гетерогенных процессов (в областях с характерными размерами от единиц до сотен микрометров) в газовой и жидкой фазе, пригодного для работы с широким спектром веществ, не имеющего ограничений по материалу и геометрии подложки. Микрореактор является технической системой, которая реализовывает эти процессы. Он обладает следующими преимуществами: (1) возможность точного контроля температуры и других физико-химических условий проведения процесса; (2) широкая номенклатура веществ; (3) отсутствие ограничений на материал и форму подложки; (4) возможность проводить индивидуальную обработку каждого чипа. Эти свойства микрореакторов позволяют решить описанные технологические задачи современного производства изделий электронной и микросистемной техники, поэтому тема диссертационного исследования является актуальной и практически значимой.

Целью работы является исследование закономерностей локальных гетерогенных процессов химического осаждения и травления в микрореакторах с газовой и жидкой фазой, разработка методик проектирования и расчетов таких систем, поиск областей их практического применения в технологии производства устройств электронной и микросистемной техники.

Для достижения поставленной цели были решены следующие задачи:

1) Разработаны приближенные аналитические методики проектирования и расчета химических микрореакторов с учетом явления проскальзывания на стенках;

2) Исследованы свойства и поведение модели, описывающей процесс локального химического осаждения из газовой фазы в микрореакторе.

3) На основе исследованных свойств системы предложена конструкция микрореактора, предназначенного для локального химического осаждения из газовой фазы функциональных слоев в технологии изготовления изделиях электронной и микросистемной техники;

4) С применением созданных методов проектирования разработана технология жидкостного анизотропного травления кремния в микрореакторе, изучены вопросы, связанные с изменением формы сечения реактора во время работы и тепловые условия процесса;

5) Найдены области применения разработанной технологии жидкостного анизотропного травления кремния в микрореакторе для создания микроканалов с заданным гидравлическим сопротивлением в многослойных пластинах кремний-на-стекле в технологии производства микрофлюидных аналитических систем и тепловых микротрубок.

Объектами исследования являлись:

1) Химические микрореакторы с жидкой и газовой фазой и их модели;

2) Технологический процесс химического осаждения из газовой фазы в микрореакторе;

3) Технологический процесс жидкостного травления в микрореакторе.

Методы исследования, применяемые в работе.

Химические микрореакторы и протекающие в них технологические процессы исследовались методом построения и изучения различных моделей, а также экспериментально. Использованы простые аналитические модели химических микрореакторов и детальные модели, основанные на уравнениях динамики вязкого сжимаемого многокомпонентного химически реагирующего газа, для решения которых использовались проверенные численные методы и программные коды. Литературные данные и экспериментальные результаты использовались для проверки применяемых моделей.

Применение экспериментальных методов для изучения микрореакторов с газовой фазой было ограничено из-за (1) отсутствия общих методик по разработке таких систем, (2) ресурсоемкости их изготовления, (3) отсутствия проверенных способов точного измерения физико-химических параметров в микрореакторе. Для жидкофазных процессов эти проблемы стоят не так остро, поэтому для их исследования были созданы прототипы, экспериментальное изучение которых проводилось с применением методов оптической микроскопии.

Научная новизна результатов диссертационной работы:

1) При помощи созданной методики расчета и разработанной аналитической модели, объединяющей осесимметричные реакторы идеального вытеснения с плоским и параболическим профилем скорости и учитывающей явление проскальзывания на границах, найдены условия способствующие проведению локальных гетерогенных процессов.

2) Исследованы основные закономерности поведения модели, описывающей процессы локального химического осаждения из газовой фазы в микрореакторе с одним центральным каналом, построенной на основе уравнений движения вязкого химически реагирующего газа. Обнаружено, что необходимым условием для локализации осаждения является лимитирование процесса диффузией компонентов к поверхности, что было установлено на основе изучения влияния геометрии микрореактора, скорости потока газа, диффузии, констант гомогенных и гетерогенных реакций на распределение компонентов и скорость осаждения.

3) Предложена конструкция микрореактора для локального химического осаждения из газовой фазы. Описан метод решения задачи оптимизации технологического процесса ХОГФ, основанный на систематическом проведении большого количества опытов по локальному осаждению в микрореакторе.

4) Разработана и экспериментально проверена технология жидкостного травления кремния в микрореакторе. Изменение геометрии микроканала в ходе процесса позволяет варьировать гидравлическое сопротивление. На основе построенной аналитической модели показано существование максимально допустимой температуры процесса, зависящей от площади травления, при превышении которой система переходит в режим саморазогрева.

5) С применением технологии жидкостного травления в микрореакторе разработаны способы формирования микроканалов с заданным гидравлическим сопротивлением в многослойных пластинах кремний-на-стекле, являющиеся частью конструкции микрофлюидного мостика Уинстона в датчике дифференциального давления и теплораспределяющего модуля на основе тепловых микротрубок.

На защиту выносятся следующие основные положения:

1) Закономерности поведения модели, описывающей процесс локального химического осаждения из газовой фазы в микрореакторе с одним центральным каналом. Уменьшение расстояния между микрореактором и подложкой ведет к повышению скорости осаждения и улучшению локализации. Уменьшение радиуса канала приводит к уменьшению скорости осаждения и улучшению локализации. Влияние констант гомогенной и гетерогенной химических реакций на скорость осаждения имеют нелинейный характер. Для реализации локального осаждения необходимо, чтобы процесс лимитировался диффузией к поверхности;

2) Конструкция микрореактора с одним центральным каналом и метод решения задачи оптимизации технологического процесса ХОГФ, основанный на систематическом проведении большого количества опытов по локальному осаждению в микрореакторе;

3) Технология жидкостного анизотропного травления кремния в микрореакторе. Закономерности поведения модельных систем, описывающих изменение геометрии микроканала во времени и температуры микрореактора в зависимости от технологических параметров. Увеличение площади травления кремния, при фиксированной теплоотдаче приводит к снижению критической температуры системы, превышение которой является условием перехода микрореактора в режим неконтролируемого саморазогрева;

4) Способ создания микроканалов с контролируемым гидравлическим сопротивлением в многослойных структурах кремний-на-стекле по технологии жидкостного анизотропного травления в микрореакторе. Конструкция микрофлюидного мостика Уинстона для применения в системе измерения дифференциального давления.

Практическая значимость работы:

1) По результатам работ получено 3 патента РФ: № 172 269 от 01.02.2017; № 153 984, от 01.04.2015 и № 2572252 от 11.07.2014;

2) Созданная методика и предложенная конструкция позволяют проектировать и рассчитывать изделия, относящиеся к новому классу устройств микросистемной техники -микрореакторам для локального химического осаждения из газовой фазы;

3) Найдены решения практических задач локального формирования функциональных слоев в технологии производства изделий электронной и микросистемной техники: полупроводниковых газовых датчиков, микроэлектромеханических гироскопов и акселерометров. Данные решения основаны на использовании микрореакторов для локального химического осаждения из газовой фазы и внедряются на промышленных предприятиях Санкт-Петербурга (АО «ГИРООПТИКА» и ОАО «Авангард»);

4) Найден способ практического решения задачи оптимизации технологического процесса ХОГФ, основанный на систематическом проведении большого количества опытов по локальному осаждению в микрореакторе;

5) С применением разработанной технологии жидкостного травления кремния в микрореакторе решена задача формирования микроканалов в пластинах кремний-на-стекле с контролируемым гидравлическим сопротивлением. Технология внедряется на промышленные предприятия Санкт-Петербурга (АО «ГИРООПТИКА» и ОАО «Авангард») в цикл производства мирофлюидного мостика Уинстона для датчика дифференциального давления и теплораспределяющих модулей на основе тепловых микротрубок.

Достоверность результатов и обоснованность выводов, полученных в диссертационной работе, определяется комплексным использованием различных методик исследования, включающих разработку как аналитических математических моделей, которые доступны для непосредственного решения, так и более сложных моделей на основе системы дифференциальных уравнений динамики вязкого реагирующего газа, решение которых проводилось на основе проверенных численных методов и программных кодов. Литературные источники и экспериментальные результаты использовались для проверки применяемых моделей. Полученные данные и формулируемые выводы подтверждаются известными сегодня научными представлениями.

Апробация работы.

Результаты работ по теме диссертационного исследования представлены на 10 всероссийских и международных конференциях: I Международная научно-практическая конференция «Sensorica - 2013», (Санкт-Петербург, 2013 г.); II Международная научно-практическая конференция «Sensorica - 2014», (Санкт-Петербург, 2014 г.); 3rd International Conference on Mathematical Modeling in Physical Sciences (Испания, Мадрид, 2014 г.); International Conference on Computer Simulation in Physics and Beyond 2015, (Москва, 2015 г.); 5th International Conference on Mathematical Modeling in Physical Sciences (Греция, Афины, 2016 г.); 3rd International School and Conference on Optoelectronics, Photonics, Engineering and Nanostructures, (Санкт-Петербург, 2016 г.); 6-й международный МЭМС-Форум 2016: Индустрия 4.0, (Курск, 2016 г.); 5th International Young Scientists Conference in HPC and Simulation, (Польша, Краков, 2016 г.); VII Научно-техническая конференция СПбГТИ(ТУ) молодых ученых «Неделя науки - 2017», (Санкт-Петербург, 2017 г.); 4th International School and Conference on Optoelectronics, Photonics, Engineering and Nanostructures, (Санкт-Петербург, 2017 г.).

Во время подготовки к выполнению диссертационной работы проведена стажировка в институте «Физика ионных пучков и исследования материалов» («Institute of Ion Beam Physics and Materials Research») научно-исследовательского центра «Гельмгольц-Центр Дрезден-Россендорф» («Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf»), Германия и на кафедре «Материаловедение и нанотехнологии» («Materials science and nanotechnology») в Техническом университете Дрездена («Dresden University of Technology»), Германия.

Публикации.

По материалам диссертационного исследования всего опубликовано 14 работ, в том числе 12 статей в ведущих научных журналах из перечня ВАК и Scopus. Получено 3 патента РФ.

Личный вклад автора.

Диссертация является завершенной работой, в которой обобщены результаты исследований, полученные лично автором и в соавторстве. Автору принадлежит определяющая роль в выборе объекта и методик исследования, постановке цели и задач, получении результатов, формулировании выводов и рекомендаций по практическому использованию. Часть работ выполнена совместно с сотрудниками Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого и Санкт-Петербургского национального исследовательского университета информационных технологий, механики и оптики.

Структура и объем диссертации.

Диссертация состоит из введения, 7 глав, заключения, списка литературы (159 наименований). Работа изложена на 240 страницах, содержит 167 рисунков и 38 таблиц.

Глава 1. Аналитический обзор химических микрореакторов

1.1. Используемая терминология

Настоящее исследование посвящено микрореакторам, поэтому начинать обсуждать

вопрос о современном состоянии микрореакторной химической технологии необходимо с определения микрореактора. В [1] дано определение микрореактору, которое можно перевести следующим образом:

Микрореактор - миниатюрная система для проведения химических процессов, изготовленная полностью или частично с применением технологий микросистемной техники или высокоточной механики. В таком понимании мы будем использовать термин микрореактор в настоящей диссертационной работе.

Поскольку микрореакторы работают с веществами, которые находятся в жидком или газообразном состоянии, можно обоснованно считать, что микрореактор является микрофлюидным устройством. В литературе можно встретить разные определения микрофлюидики. В [2] сказано, что микрофлюидика - это область науки и техники,

9 18

рассматривающая системы, которые работают с малым объемом вещества (10-9 - 10-18 л), используя каналы с характерным размером от десятков до сотен микрон. В обзоре [3] предлагается следующее определение: «Микрофлюидика - это термин, который используется для описания поведения потоков в устройствах, которые имеют размеры от миллиметра до микрон и способные работать с объемами вещества от нано- до микролитров».

Несмотря на некоторое противоречия, определения подчеркивают главное. Термин микрофлюидика используется для ссылки на общую ситуацию, в которой уменьшение размеров приводит к изменению поведения потока жидкости. В таком значении мы будем использовать термин микрофлюидика во всей работе.

Чтобы понять основные тенденции развития современной технологии микрореакторов, обратимся к краткому обзору основных исторических событий, которые привели к зарождению этой отрасли и позволили ей стать тем новым мощным трендом в химической технологии, которым она сегодня является.

1.2. Краткий исторический обзор развития микрофлюидной техники и

микрореакторов

Последняя треть XX века ознаменовалась главным научным и технологическим трендом под названием миниатюризация, а человечество было свидетелем наиболее быстрого развития технологии во всей своей истории. Все началось с микроэлектроники, когда Д. Килби и Р. Нойс в 1959 году практически одновременно реализовали конструкцию интегральной микросхемы

[4]. С этого начался бурный прогресс в этой области. Движущей силой стала мысль вместить в меньший объем пространства большее число элементов, чтобы повысить скорость вычислений и сократить энергопотребление. Ученые, разработчики и технологи стали искать пути проведения миниатюризацию электронных систем на практике. Одновременно в декабре того же года Р. Фейман на ежегодном собрании членов американского физического общества в Калифорнийском университете выступил с речью под названием «Там внизу много места» [5], где высказал идею о том, что он не видит физических причин, почему 50 томов Энциклопедии Британии не могут быть написаны на кончике иглы. Его программная речь выразила всю суть стремления к всеобщей миниатюризации.

Микроэлектроника была наиболее перспективной областью последнего века. С появлением интегральных схем и прогресса в информационных технологиях, она изменила способ нашей работы и жизни. Не вдаваясь в историю и современное состояние микро- и наноэлектроники, важно отметить, что быстрый прогресс в этой области стал мощным толчком для развития многих фундаментальных и прикладных наук. Речь идет в первую очередь о физике твердого тела, химии поверхности, вакуумной технике, физике плазмы, оптике и др.

В период развития микроэлектроники обращали внимание только на одно свойство кремния - быть полупроводником. Другие его особенности не принимались во внимание. Прозрению способствовала пионерская работа [6], где впервые рассматривались механические свойства кремния, как конструкционного материала в микромире. Это положило начало новой эры, которую сегодня называют МЭМС (микроэлектромеханической) революцией. Идеологическая сила её в том, что если изготовленный по технологиям микроэлектроники процессор представляет собой «мозги» системы, то изготавливаемые по технологиям микромеханики датчики перемещения, ускорения, давления, вращения, наклона, температуры и др. параметров являются чувствительными органами системы и позволяют оперативно узнавать информацию об окружающем её мире. При этом, с учетом малых размеров как микропроцессоров, так и МЭМС датчиков, такие «чувствующие и думающие» системы могут иметь миниатюрные размеры. МЭМС технологии уже сейчас имеют очень большое влияние на всю сферу техники и присутствуют почти в каждом высокотехнологичном устройстве. В будущем эта тенденция будет только усиливаться.

МЭМСы показали на сколько сильно была расширена область разработок и исследований при рассмотрении одного дополнительного свойства у кремния в добавок к его электропроводности. Идея МЭМС имела все необходимое для того, чтобы родиться одновременно с интегральной микросхемой, но мы видим, какой глубокий исторический разрыв был между ними.

После открытия МЭМС исследователи стали рассматривать разнообразные свойства кремния и других материалов с точки зрения их применения в микромире. Другими словами, если микроэлектронике соответствовали только электрические физические явления, то МЭМС технологии добавили механику. Далее следуют оптические явления, которые непременно возникли в виде оптических МЭМС, называемых МОЭМС. Развивая возможности миниатюризации для различных типов явлений природы, на очереди после микроэлектроники, МЭМС и МОЭМС были устройства для работы с веществом. Здесь есть две опорные точки в истории техники.

Первая - это головка печатающего струйного принтера. Функциональное назначение устройства - формирование микрокапель чернил размером порядка 50 мкм. Классификация этого устройства к МЭМСам может вызвать вопросы, поскольку оно может и не содержать движущихся компонентов. Кроме того, основной процесс сводится к манипулированию с жидкими чернилами, что, по сути, является прерогативой микрофлюидики [7].

Технология струйной печати и соответствующие конструкции устройств могут быть разделены на две большие группы. Согласно [8], способ формирования капель с применением пьезоэффекта был изобретен Свитом в 1964 г. На этой основе Бассоус с коллегами из IBM в 1977 году изобрели головку печатающего принтера [9]. Позже Ли продолжил разработки [10], в результате чего сегодня мы имеем технологию струйной печати под названием «Drop-on-Demand», или «Подача (чернил) по требованию». Сегодня эти разработки в полной мере применяются в продуктах компании «Epson». Технология термического способа подачи чернил, так называемая «Thermal Ink Jet» или «BubbleJet», была разработана компаниями Hewlett-Packard в США и Canon в Японии в начале 1980-х гг. В современных коммерческих продуктах эти разработки используются в усовершенствованном виде. Сегодня микротехнологии для струйной печати хорошо проработаны и с научной, и с технологической точек зрения.

Второй важной вехой стала разработка миниатюрного газового хроматографа, что было сделано в Стенфордской лаборатории Терри в 1975 г [11, 12]. Хроматограф представлял собой каналы, вытравленные в кремниевой пластине диаметром 76 мм. В систему также был включен модуль нагрева и управления. Это изобретение оставалось единственным в своем роде, потому что научное сообщество, занимающееся хроматографией, было не готово к таким нововведениям [13].

Только с начала 90-х годов были поняты все преимущества миниатюрных газовых хроматографов, что выразилось в программной работе Манза [14]. Именно с тех пор начался экспоненциальный рост числа работ, посвященных главному на сегодняшний день приложению микрофлюидных устройств - микроаналитических систем, называемых также «Лабораторией на чипе», «p,TAS» или «Lab-on-a-chip». Параллельно с этим ведется разработка базовых

элементов микрофлюидных устройств, таких как насосы, клапана, миксеры, фильтры, датчики скорости, химические сенсоры и т.д. Лаборатории на чипе сегодня составляют большую часть всех микрофлюидных устройств и перспективы их развития весьма оптимистичны, но область микрофлюидики не может ограничиваться только ими.

Подводя итог анализа истории рождения микрофлюидных устройств, можно сказать, что переход от МЭМС к микрофлюидке был относительно быстрым, что было обусловлено общим технологическим базисом. Основным движителем здесь были исследования и разработки головок печатающих принтеров. По мере обосабливания микрофлюидики от МЭМС, этот фактор быстро ослабевал. К этому времени уже была активно исследована вторая основная технологическая ниша - микроаналитические системы. Именно эта область микрофлюидики сегодня инициирует большинство научных фундаментальных и прикладных разработок, которые поддерживаются значительными успехами подобных устройств в области медицины.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Конаков Степан Андреевич, 2018 год

ИСПОЛЬЗУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА

1 Ehrfeld W., Hessel V., Löwe H. Microreactors: New Technology for Modern Chemistry 2000. -NY. : Wiley-VCH, 2005.

2 Whitesides G. M. The origins and the future of microfluidics //Nature. - 2006. - Т. 442. - №. 7101. - С. 368.

3 Ottino J. M., Wiggins S. Introduction: mixing in microfluidics //Philosophical Transactions of the Royal Society of London. Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. - 2004. -Т. 362. - №. 1818. - С. 923-935.

4 Килби Д. С. и др. Возможное становится реальным: изобретение интегральных схем //Успехи физических наук. - 2002. - Т. 172. - №. 9.

5 Feynman R. P. There's plenty of room at the bottom //Engineering and Science. - 1960. - Т. 23. -№. 5. - С. 22-36.

6 Petersen K. E. Silicon as a mechanical material //Proceedings of the IEEE. - 1982. - Т. 70. - №. 5. - С. 420-457.

7 Tabeling P. Introduction to microfluidics. - Oxford : Oxford University Press on Demand, 2005.

8 Mohamed G. H. The MEMS handbook - Boca Raton. : CRC, 2002.

9 Bassous, E., et al. "Ink jet nozzle." U.S. Patent No. 4,007,464. 8 Feb. 1977

10 Lee F. C., Mills R. N., Talke F. E. Drop-on-Demand Ink Jet Printing at High Print Rates and High Resolution. - IBM Corporation, 1981.

11 S.C. Terry A gas chromatography system fabricated on a silicon wafer using integrated circuit technology, PhD dissertation Stanford University, Stanford, CA. Alto, Stanford Electronics Laboratories Tech. Rep.4603-1, 1975,

12 Terry S. C., Jerman J. H., Angell J. B. A gas chromatographic air analyzer fabricated on a silicon wafer //Electron Devices, IEEE Transactions on. - 1979. - Т. 26. - №. 12. - С. 1880-1886

13 Reyes D. R. et al. Micro total analysis systems. 1. Introduction, theory, and technology //Analytical chemistry. - 2002. - Т. 74. - №. 12. - С. 2623-2636.

14 Manz A., Graber N., Widmer H. M. Miniaturized total chemical analysis systems: a novel concept for chemical sensing //Sensors and actuators B: Chemical. - 1990. - Т. 1. - №. 1. - С. 244-248.

15 Hessel V. Special Issue: Design and Engineering of Microreactor and Smart-Scaled Flow Processes. - 2014.

16 Emmanuel N. et al. Exploring the Fundamentals of Microreactor Technology with Multidisciplinary Lab Experiments Combining the Synthesis and Characterization of Inorganic Nanoparticles //Journal of Chemical Education. - 2017. - Т. 94. - №. 6. - С. 775-780.

17 Choi C. H., Paul B. K., Chang C. H. Microreactor-Assisted Solution Deposition for Compound Semiconductor Thin Films //Processes. - 2014. - T. 2. - №. 2. - C. 441-465.

18 Atobe M. Organic electrosynthesis in flow microreactor //Current Opinion in Electrochemistry. -2017. - T. 2. - №. 1. - C. 1-6.

19 Ott D., Borukhova S., Hessel V. Life cycle assessment of multi-step rufinamide synthesis-from isolated reactions in batch to continuous microreactor networks //Green Chemistry. - 2016. - T. 18. - №. 4. - C. 1096-1116.

20 Fanelli F. et al. Contribution of microreactor technology and flow chemistry to the development of green and sustainable synthesis //Beilstein journal of organic chemistry. - 2017. - T. 13. - C. 520.

21 Zhou W. et al. Development of cylindrical laminated methanol steam reforming microreactor with cascading metal foams as catalyst support //Fuel. - 2017. - T. 191. - C. 46-53.

22 Jeong H. et al. Stabilization of Hydrogen Production via Methanol Steam Reforming in Microreactor by Al2O3 Nano-Film Enhanced Catalyst Adhesion //Journal of nanoscience and nanotechnology. - 2016. - T. 16. - №. 5. - C. 4393-4398.

23 Yan C. F. et al. Numerical simulation and experimental study of hydrogen production from dimethyl ether steam reforming in a micro-reactor //International Journal of Hydrogen Energy. -2014. - T. 39. - №. 32. - C. 18642-18649.

24 Ebrahimi H., Rahmani M. Hydrogen production in membrane microreactor using chemical looping combustion: A dynamic simulation study //International Journal of Hydrogen Energy. -2017. - T. 42. - №. 1. - C. 265-278.

25 Qian M. et al. Fluid flow and heat transfer performance in a micro-reactor with non-uniform micro-pin-fin arrays for hydrogen production at low Reynolds number //International Journal of Hydrogen Energy. - 2017. - T. 42. - №. 1. - C. 553-561.

26 Granlund M. Z. et al. Comparison between a micro reactor with multiple air inlets and a monolith reactor for oxidative steam reforming of diesel //International journal of hydrogen energy. - 2014. - T. 39. - №. 31. - C. 18037-18045.

27 Lopez-Guajardo E. et al. Process Intensification of Biodiesel Production Using a Tubular Micro-Reactor (TMR): Experimental and Numerical Assessment //Chemical Engineering Communications. - 2017. - T. 204. - №. 4. - C. 467-475.

28 Mahadevan R. et al. Effect of alkali and alkaline earth metals on in-situ catalytic fast pyrolysis of lignocellulosic biomass: a microreactor study //Energy & Fuels. - 2016. - T. 30. - №. 4. - C. 3045-3056.

29 Ebrahimi H., Rahmani M. A novel intensified microreactor for syngas production by coupling reduction-oxidation reactions in chemical looping reforming process //Journal of Cleaner Production. - 2017. - T. 167. - C. 376-394.

30 Buckingham G. T. et al. The thermal decomposition of the benzyl radical in a heated micro-reactor. I. Experimental findings //The Journal of chemical physics. - 2015. - T. 142. - №. 4. - C. 044307.

31 Buckingham G. T. et al. The thermal decomposition of the benzyl radical in a heated micro-reactor. II. Pyrolysis of the tropyl radical //The Journal of chemical physics. - 2016. - T. 145. -№. 1. - C. 014305.

32 Vandenbergh J. et al. Polymer end group modifications and polymer conjugations via "click" chemistry employing microreactor technology //Journal of Polymer Science Part A: Polymer Chemistry. - 2014. - T. 52. - №. 9. - C. 1263-1274.

33 Illner S. et al. A Falling-Film Microreactor for Enzymatic Oxidation of Glucose //ChemCatChem.

- 2014. - T. 6. - №. 6. - C. 1748-1754.

34 Basavaraju K. C. et al. Chitosan-Microreactor: A Versatile Approach for Heterogeneous Organic Synthesis in Microfluidics //ChemSusChem. - 2014. - T. 7. - №. 7. - C. 1864-1869.

35 Degennaro L. et al. Flow microreactor synthesis of 2, 2-disubstituted oxetanes via 2-phenyloxetan-2-yl lithium //Open Chemistry. - 2016. - T. 14. - №. 1. - C. 377-382.

36 Carvalho F., Fernandes P. Packed bed enzyme microreactor: Application in sucrose hydrolysis as proof-of-concept //Biochemical Engineering Journal. - 2015. - T. 104. - C. 74-81.

37 Nakano M. et al. Remarkable Improvement of Organic Photoreaction Efficiency in the Flow Microreactor by the Slug Flow Condition Using Water //Organic Process Research & Development. - 2016. - T. 20. - №. 9. - C. 1626-1632.

38 Cheng X. et al. An optofluidic planar microreactor for photocatalytic reduction of CO 2 in alkaline environment //Energy. - 2017. - T. 120. - C. 276-282.

39 Inoue T. et al. Direct synthesis of hydrogen peroxide using glass fabricated microreactor-Multichannel operation and catalyst comparison //Catalysis Today. - 2015. - T. 248. - C. 169176.

40 Inoue T. et al. Direct synthesis of hydrogen peroxide based on microreactor technology //Fuel processing technology. - 2013. - T. 108. - C. 8-11.

41 Wang J. et al. Preparation of In (OH) 3 nanorods and nanocubes and the effect on In2O3 particle size in the microreactor //Industrial & Engineering Chemistry Research. - 2017. - T. 56. - №. 23.

- C. 6637-6644.

42 Polyzoidis A. et al. Continuous microreactor synthesis of ZIF-8 with high space-time-yield and tunable particle size //Chemical Engineering Journal. - 2016. - T. 283. - C. 971-977.

43 Dobhal A. et al. A microreactor-based continuous process for controlled synthesis of poly-methyl-methacrylate-methacrylic acid (PMMA) nanoparticles //Journal of Materials Chemistry B. - 2017.

- T. 5. - №. 18. - C. 3404-3417.

44

45

46

47

48

49

50

51

52

53

54

55

56

57

Luty-Blocho M. et al. The synthesis of stable platinum nanoparticles in the microreactor //Archives of Metallurgy and Materials. - 2014. - T. 59. - №. 2. - C. 509-512. Stauss S. et al. Diamondoid synthesis in atmospheric pressure adamantane-argon-methane-hydrogen mixtures using a continuous flow plasma microreactor //Plasma Sources Science and Technology. - 2014. - T. 23. - №. 3. - C. 035016.

Zhang M. et al. The development and numerical simulation of a plasma microreactor dedicated to chemical synthesis //Green Processing and Synthesis. - 2017. - T. 6. - №. 1. - C. 63-72. Guan X. et al. A dual-core double emulsion platform for osmolarity-controlled microreactor triggered by coalescence of encapsulated droplets //Biomicrofluidics. - 2016. - T. 10. - №. 3. - C. 034111.

Yang L. et al. Characterization and modeling of multiphase flow in structured microreactors: a post microreactor case study //Lab on a Chip. - 2015. - T. 15. - №. 15. - C. 3232-3241. Muto A. et al. Liquid-Liquid Extraction of Lithium Ions Using a Slug Flow Microreactor: Effect of Extraction Reagent and Microtube Material //Solvent Extraction and Ion Exchange. - 2017. -T. 35. - №. 1. - C. 61-73.

Jönsson A. et al. Thiol-ene monolithic pepsin microreactor with a 3D-printed interface for efficient UPLC-MS peptide mapping analyses //Analytical Chemistry. - 2017. - T. 89. - №. 8. -C. 4573-4580.

Wiktor P. et al. Microreactor array device //Scientific reports. - 2015. - T. 5. - C. 8736. Glotz G. et al. Reaction Calorimetry in Microreactor Environments - Measuring Heat of Reaction by Isothermal Heat Flux Calorimetry //Organic Process Research & Development. - 2017. - T. 21. - №. 5. - C. 763-770.

Zhang J. S. et al. Measuring enthalpy of fast exothermal reaction with infrared thermography in a microreactor //Chemical Engineering Journal. - 2016. - T. 295. - C. 384-390. Scheithauer A. et al. Online 1H NMR Spectroscopic Study of the Reaction Kinetics in Mixtures of Acetaldehyde and Water Using a New Microreactor Probe Head //Industrial & Engineering Chemistry Research. - 2014. - T. 53. - №. 45. - C. 17589-17596.

Brächer A. et al. Application of a new micro-reactor 1 H NMR probe head for quantitative analysis of fast esterification reactions //Chemical Engineering Journal. - 2016. - T. 306. - C. 413-421.

Dong C. et al. Reaction kinetics of cyclohexanone ammoximation over TS-1 catalyst in a microreactor //Chemical Engineering Science. - 2015. - T. 126. - C. 633-640. Zhao S. et al. Operando Characterization of Catalysts through use of a Portable Microreactor //ChemCatChem. - 2015. - T. 7. - №. 22. - C. 3683-3691.

58 Baraban J. H. et al. An optically accessible pyrolysis microreactor //Review of Scientific Instruments. - 2016. - T. 87. - №. 1. - C. 014101.

59 Baier S. et al. Lithographically fabricated silicon microreactor for in situ characterization of heterogeneous catalysts—Enabling correlative characterization techniques //Review of Scientific Instruments. - 2015. - T. 86. - №. 6. - C. 065101.

60 Doronkin D. E. et al. Lithographically fabricated silicon microreactor for operando QEXAFS studies in exhaust gas catalysis during simulation of a standard driving cycle //Journal of Physics: Conference Series. - IOP Publishing, 2016. - T. 712. - №. 1. - C. 12030-12033.

61 Gross E. et al. In situ IR and X-ray high spatial-resolution microspectroscopy measurements of

multistep organic transformation in flow microreactor catalyzed by Au nanoclusters //Journal of the American Chemical Society. - 2014. - T. 136. - №. 9. - C. 3624-3629.

62 Christensen D. et al. Room temperature local synthesis of carbon nanotubes //Nanotechnology, 2003. IEEE-NANO 2003. 2003 Third IEEE Conference On. - IEEE, 2003. - T. 2. - C. 581-584.

63 Englander O., Christensen D., Lin L. Local synthesis of silicon nanowires and carbon nanotubes on microbridges //Applied Physics Letters. - 2003. - T. 82. - №. 26. - C. 4797-4799.

64 Lin W. C. et al. Selective local synthesis of nanowires on a microreactor chip //Solid-State Sensors, Actuators and Microsystems, 2005. Digest of Technical Papers. TRANSDUCERS'05. The 13th International Conference on. - IEEE, 2005. - T. 2. - C. 1396-1399.

65 Kogelschatz U. Applications of microplasmas and microreactor technology //Contributions to Plasma Physics. - 2007. - T. 47. - №. 1-2. - C. 80-88.

66 Sankaran R. M., Giapis K. P. Hollow cathode sustained plasma microjets: Characterization and application to diamond deposition //Journal of Applied Physics. - 2002. - T. 92. - №. 5. - C. 2406-2411.

67 Sankaran R. M., Giapis K. P. Maskless etching of silicon using patterned microdischarges //Applied Physics Letters. - 2001. - T. 79. - №. 5. - C. 593-595.

68 Sankaran R. M., Giapis K. P. High-pressure micro-discharges in etching and deposition applications //Journal of Physics D: Applied Physics. - 2003. - T. 36. - №. 23. - C. 2914.

69 Fang J., Levchenko I., Ostrikov K. K. Atmospheric plasma jet-enhanced anodization and nanoparticle synthesis //IEEE Transactions on Plasma Science. - 2015. - T. 43. - №. 3. - C. 765769.

70 Takahashi T., Tanaka S., Esashi M. Development of an in situ chemical vapor deposition method for an alumina catalyst bed in a suspended membrane micro fuel reformer //Journal of Micromechanics and Microengineering. - 2006. - T. 16. - №. 9. - C. S206.

71 Luty-Blocho M. et al. The synthesis of platinum nanoparticles and their deposition on the active carbon fibers in one microreactor cycle //Chemical engineering journal. - 2013. - T. 226. - C. 4651.

72 Hu C., Hartman R. L. High-throughput packed-bed microreactors with in-line analytics for the discovery of asphaltene deposition mechanisms //AIChE Journal. - 2014. - T. 60. - №. 10. - C. 3534-3546.

73 Shubo F., Liming S., Qiangkun L. A study on coke deposition and coking inhibitors during AGO pyrolysis in pulsed micro-reactor system //Journal of analytical and applied Pyrolysis. - 2002. - T. 65. - №. 2. - C. 301-312.

74 Liu S., Chang C. H. High Rate Convergent Synthesis and Deposition of Polyamide Dendrimers using a Continuous-Flow Microreactor //Chemical engineering & technology. - 2007. - T. 30. -№. 3. - C. 334-340.

75 Jung J. Y. et al. The growth of the flower-like ZnO structure using a continuous flow microreactor //Current Applied Physics. - 2008. - T. 8. - №. 6. - C. 720-724.

76 Chang Y. J. et al. Investigate the reacting flux of chemical bath deposition by a continuous flow microreactor //Electrochemical and Solid-State Letters. - 2009. - T. 12. - №. 7. - C. H244-H247.

77 Su Y. W. et al. Dense CdS thin films on fluorine-doped tin oxide coated glass by high-rate microreactor-assisted solution deposition //Thin Solid Films. - 2013. - T. 532. - C. 16-21.

78 Mugdur P. H. et al. A comparison of chemical bath deposition of CdS from a batch reactor and a continuous-flow microreactor //Journal of the Electrochemical Society. - 2007. - T. 154. - №. 9. -C. D482-D488.

79 Chang Y. J. et al. Nanocrystalline CdS MISFETs fabricated by a novel continuous flow microreactor //Electrochemical and Solid-State Letters. - 2006. - T. 9. - №. 5. - C. G174-G177.

80 McPeak K. M., Baxter J. B. Microreactor for high-yield chemical bath deposition of semiconductor nanowires: ZnO nanowire case study //Industrial & Engineering Chemistry Research. - 2009. - T. 48. - №. 13. - C. 5954-5961.

81 McPeak K. M., Baxter J. B. ZnO nanowires grown by chemical bath deposition in a continuous flow microreactor //Crystal Growth & Design. - 2009. - T. 9. - №. 10. - C. 4538-4545.

82 McPeak K. M. et al. Microreactor Chemical Bath Deposition of Laterally Graded Cd1-x Zn x S

Thin Films: A Route to High-Throughput Optimization for Photovoltaic Buffer Layers //Chemistry of Materials. - 2013. - T. 25. - №. 3. - C. 297-306.

83 Ramprasad S. et al. Cadmium sulfide thin film deposition: A parametric study using microreactor-assisted chemical solution deposition //Solar Energy Materials and Solar Cells. - 2012. - T. 96. -C. 77-85.

84

85

86

87

88

89

90

91

92

93

94

95

96

97

98

99

Paul B. K. et al. A uniform residence time flow cell for the microreactor-assisted solution deposition of CdS on an FTO-glass substrate //Crystal Growth & Design. - 2012. - Т. 12. - №. 11. - С. 5320-5328.

Opasanont B. et al. Relating deposition conditions to Zn (S, O, OH) thin film properties for photovoltaic buffer layers using a continuous flow microreactor //Chemistry of Materials. - 2014. - Т. 26. - №. 23. - С. 6674-6683.

Лаптев А. Г. Модели пограничного слоя и расчет тепломассообменных процессов //Казань: Изд-во Казанск. ун-та. - 2007. - С. 500.

Neto C. et al. Boundary slip in Newtonian liquids: a review of experimental studies //Reports on Progress in Physics. - 2005. - Т. 68. - №. 12. - С. 2859.

Nguyen N. T., Wereley S. T. Fundamentals and applications of microfluidics. - Norwood : Artech House, 2002.

Coker A. K. Modeling of chemical kinetics and reactor design. - Houston : Gulf Professional Publishing, 2001.

Крамерс Х., Вестертерп К. Химические реакторы. Расчет и управление ими. - М.: Химия, 1967.

Li D. (ed.). Encyclopedia of microfluidics and nanofluidics. - NY. : Springer Science & Business Media, 2008.

Валландер С.В. Лекции по гидроаэромеханике. Учеб. пособие - Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1978.

Розанов Л. Н. Вакуумная техника: Учеб. для вузов по спец." Вакуумная техника".-2-е изд., перераб. и доп //М.: Высш. шк. - 1990.

Эшбах Г. Л. Практические сведения по вакуумной технике: Получение и измерение низких давлений. - М.: Энергия. - 1966.

Лапин Ю. В., Стрелец М. Х. Внутренние течения газовых смесей. - М. : Наука, 1989. Krzhizhanovskaya V. V. A virtual reactor for simulation of plasma enhanced chemical vapor deposition. - Amsterdam : Universiteit van Amsterdam, 2008.

Pratt D. T., Wormeck J. J. CREK. A Computer Program for Calculation of Combustion Reaction Equilibrium and Kinetics in Laminar or Turbulent Flow. Report WSU-ME-TEL-76-1. - 1976. Ferziger J. H., Peric M. Computational methods for fluid dynamics. - Berlin : Springer Science & Business Media, 2012.

Saad Y. Iterative methods for sparse linear systems. - Philadelphia : Society for Industrial and Applied Mathematics, 2003.

100 Ho P., Coltrin M. E., Breiland W. G. Laser-induced fluorescence measurements and kinetic analysis of Si atom formation in a rotating disk chemical vapor deposition reactor //The Journal of Physical Chemistry. - 1994. - Т. 98. - №. 40. - С. 10138-10147.

101 Breiland W. G., Evans G. H. Design and verification of nearly ideal flow and heat transfer in a rotating disk chemical vapor deposition reactor //Journal of the Electrochemical Society. - 1991. -Т. 138. - №. 6. - С. 1806-1816.

102 Einspruch N. G., Wisseman W. R. (ed.). GaAs Microelectronics: VLSI Electronics Microstructure Science. - Academic Press, 2014. - Т. 11.

103 Wu D. et al. MOCVD Growth of High-Quality and Density-Tunable GaAs Nanowires on ITO Catalyzed by Au Nanoparticles Deposited by Centrifugation //Nanoscale research letters. - 2015.

- Т. 10. - №. 1. - С. 410.

104 Wu D. et al. Free-standing GaAs nanowires growth on ITO glass by MOCVD //Materials Research Express. - 2015. - Т. 2. - №. 4. - С. 045002.

105 Warren E. L. et al. Selective area growth of GaAs on Si patterned using nanoimprint lithography //Photovoltaic Specialists Conference (PVSC), 2016 IEEE 43rd. - IEEE, 2016. - С. 1938-1941.

106 Mazumder S., Lowry S. A. The importance of predicting rate-limited growth for accurate modeling of commercial MOCVD reactors //Journal of Crystal Growth. - 2001. - Т. 224. - №. 1.

- С. 165-174.

107 Mountziaris T. J., Jensen K. F. Gas-Phase and Surface Reaction Mechanisms in MOCVD of GaAs with Trimethyl-Gallium and Arsine //Journal of The Electrochemical Society. - 1991. - Т. 138. -№. 8. - С. 2426-2439.

108 Болдырев Ю. Я., Замотин К. Ю., Петухов Е. П. Моделирование процесса роста нанопленок методом химического осаждения из газовой фазы //Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Вычислительная математика и информатика. -2012. - №. 46 (305).

109 Franssila S. Introduction to microfabrication. - NY. : John Wiley & Sons, 2010.

110 Буснов В. Полупроводниковые чувствительные элементы для датчиков газов и систем сигнализации./В //Буснов, В. Кожевников «Современная электроника. - 2008. - №. 7. - С. 22-27.

111 Обвинцева Л. А. Полупроводниковые металлооксидные сенсоры для определения химически активных газовых примесей в воздушной среде //Рос. хим. ж.(Ж. Рос. хим. об-ва им. ДИ Менделеева).—2008.—LII. - 2008. - №. 2. - С. 113-121.

112 Мультисенсоры на основе пористых наноструктурированных материалов: отчет о НИР; рук. И. А. Аверин; испол.: В.Б. Абрамов [и др.]. - Пенза., 2011. - 542 с

113

114

115

116

117

118

119

120

121

122

123

124

125

126

127

128

Болотов В. В. и др. Получение слоев нанокомпозита por-Si/SnO x для газовых микро-и наносенсоров //Физика и техника полупроводников. - 2011. - Т. 45. - №. 5. - С. 702-707. Furjes P. et al. Thermal characterisation of micro-hotplates used in sensor structures //Superlattices and Microstructures. - 2004. - Т. 35. - №. 3. - С. 455-464. Pierson H. O. Handbook of chemical vapor deposition: principles, technology and applications. -NY. : William Andrew, 1999.

Wang P. et al. Polycrystalline ZrB2 coating prepared on graphite by chemical vapor deposition //physica status solidi (b). - 2016. - Т. 253. - №. 8. - С. 1590-1595.

Wirth T. (ed.). Microreactors in organic chemistry and catalysis. - NY. : John Wiley & Sons, 2013.

Tretheway D. C., Meinhart C. D. Apparent fluid slip at hydrophobic microchannel walls //Physics of fluids. - 2002. - Т. 14. - №. 3. - С. L9-L12.

Zhu Y., Granick S. Limits of the hydrodynamic no-slip boundary condition //Physical review letters. - 2002. - Т. 88. - №. 10. - С. 106102.

Yan D. G., Yang C., Huang X. Y. Effect of finite reservoir size on electroosmotic flow in microchannels //Microfluidics and Nanofluidics. - 2007. - Т. 3. - №. 3. - С. 333-340. Xuan X., Li D. Electroosmotic flow in microchannels with arbitrary geometry and arbitrary distribution of wall charge //Journal of colloid and interface science. - 2005. - Т. 289. - №. 1. - С. 291-303.

Holtze C., Weisse S. A., Vranceanu M. Commercial Value and Challenges of Drop-Based Microfluidic Screening Platforms-An Opinion //Micromachines. - 2017. - Т. 8. - №. 6. - С. 193. Bithi S. S. et al. Coalescing drops in microfluidic parking networks: A multifunctional platform for drop-based microfluidics //Biomicrofluidics. - 2014. - Т. 8. - №. 3. - С. 034118. Chae J., Kulah H., Najafi K. A monolithic three-axis micro-g micromachined silicon capacitive accelerometer //Journal of Microelectromechanical systems. - 2005. - Т. 14. - №. 2. - С. 235242.

Canavese G. et al. Polymeric mask protection for alternative KOH silicon wet etching //Journal of

Micromechanics and Microengineering. - 2007. - Т. 17. - №. 7. - С. 1387.

Hoffmann M., Voges E. Bulk silicon micromachining for MEMS in optical communication

systems //Journal of Micromechanics and Microengineering. - 2002. - Т. 12. - №. 4. - С. 349.

Haneveld J. et al. Wet anisotropic etching for fluidic 1D nanochannels //Journal of

Micromechanics and Microengineering. - 2003. - Т. 13. - №. 4. - С. S62.

Wilke N. et al. Process optimization and characterization of silicon microneedles fabricated by

wet etch technology //Microelectronics journal. - 2005. - Т. 36. - №. 7. - С. 650-656.

129 Andricek L. et al. Processing of ultra thin silicon sensors for future e/sup+/e/sup-/linear collider experiments //Nuclear Science Symposium Conference Record, 2003 IEEE. - IEEE, 2003. - Т. 3. - С. 1655-1658.

130 Pal P., Sato K. A comprehensive review on convex and concave corners in silicon bulk micromachining based on anisotropic wet chemical etching //Micro and Nano Systems Letters. -2015. - Т. 3. - №. 1. - С. 6.

131 Кривошеева А. Н., Лучинин В. В. Процессы жидкостного химического травления в технологии микросистем: учеб. пособие //СПб.: Изд-во СПбГЭТУ «ЛЭТИ. - 2012.

132 Shikida M. et al. Differences in anisotropic etching properties of KOH and TMAH solutions //Sensors and Actuators A: Physical. - 2000. - Т. 80. - №. 2. - С. 179-188.

133 Biswas K., Kal S. Etch characteristics of KOH, TMAH and dual doped TMAH for bulk micromachining of silicon //Microelectronics journal. - 2006. - Т. 37. - №. 6. - С. 519-525.

134 Nijdam A. J. Anisotropic wet-chemical etching of silicon pits, peaks, principles, pyramids and particles : дис. - Twente University Press, 2001.

135 Michael K. et al. Etching in microsystem technology. - NY . : John Wiley & Sons, 2008.

136 Уонг Х. Основные формулы и данные по теплообмену для инженеров. - М. : Атомиздат 1979.

137 Jun Kang Y., Lee S. J. Blood viscoelasticity measurement using steady and transient flow controls of blood in a microfluidic analogue of Wheastone-bridge channel //Biomicrofluidics. - 2013. - Т. 7. - №. 5. - С. 054122.

138 Tanyeri M. et al. Microfluidic Wheatstone bridge for rapid sample analysis //Lab on a Chip. -2011. - Т. 11. - №. 24. - С. 4181-4186.

139 Plecis A., Chen Y. Microfluidic analogy of the wheatstone bridge for systematic investigations of electro-osmotic flows //Analytical chemistry. - 2008. - Т. 80. - №. 10. - С. 3736-3742.

140 Bruus H. Theoretical microfluidics. - Oxford : Oxford university press, 2007.

141 Hansen M. O. L. Aerodynamics of wind turbines. - NY . : Routledge, 2015.

142 Duong M. Q. et al. Pitch angle control using hybrid controller for all operating regions of SCIG wind turbine system //Renewable Energy. - 2014. - Т. 70. - С. 197-203.

143 Конаков С. А., Гринько Д. В. Повышение эффективности ветроэнергетических установок //Известия Оренбургского государственного аграрного университета. - 2014. - №. 5 (49).

144 de Boer M. J. et al. Micromachining of buried micro channels in silicon //Journal of microelectromechanical systems. - 2000. - Т. 9. - №. 1. - С. 94-103.

145 Chen P. C., Pan C. W., Kuo Y. L. Performance characterization of passive micromixer with dual opposing strips on microchannel walls //Chemical Engineering and Processing: Process Intensification. - 2015. - Т. 93. - С. 27-33.

146 Launay, S. Experimental study on silicon micro-heat pipe arrays / S. Launay, V. Sartre, M. Lallemand // Applied Thermal Engineering. - 2004. - №24. C. 433-443.

147 Kundu P. K. et al. Experimental and Theoretical Evaluation of On-Chip Micro Heat Pipe //Nanoscale and Microscale Thermophysical Engineering. - 2015. - T. 19. - №. 1. - C. 75-93.

148 Liu X., Chen Y. Transient thermal performance analysis of micro heat pipes //Applied Thermal Engineering. - 2013. - T. 58. - №. 1. - C. 585-593.

149 Mallik A. K., Peterson G. P., Weichold M. H. On the use of micro heat pipes as an integral part of semiconductor devices //Journal of Electronic Packaging. - 1992. - T. 114. - №. 4. - C. 436-442.

150 Harris D. K. et al. An Experimental Investigation in the Performance of Water-Filled Silicon Microheat Pipe Arrays //Journal of Electronic Packaging. - 2010. - T. 132. - №. 2. - C. 021005.

151 Qu J. et al. Recent advances in MEMS-based micro heat pipes //International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2017. - T. 110. - C. 294-313.

152 Lee M., Wong M., Zohar Y. Characterization of an integrated micro heat pipe //Journal of Micromechanics and Microengineering. - 2002. - T. 13. - №. 1. - C. 58.

153 Rao S. S., Wong H. Heat and mass transfer in polygonal micro heat pipes under small imposed temperature differences //International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2015. - T. 89. - C. 1369-1385.

154 Wang X. et al. Vacuum fluid charging and packaging technique for micro heat pipes //Electronic Packaging Technology (ICEPT), 2013 14th International Conference on. - IEEE, 2013. - C. 4649.

155 Chang F. L., Hung Y. M. Electroosmotic flow in optimally operated micro heat pipes //International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2016. - T. 103. - C. 807-820.

156 Kundu P. K. et al. Experimental and Theoretical Evaluation of On-Chip Micro Heat Pipe //Nanoscale and Microscale Thermophysical Engineering. - 2015. - T. 19. - №. 1. - C. 75-93.

157 Chang F. L., Hung Y. M. The coupled effects of working fluid and solid wall on thermal performance of micro heat pipes //International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2014. - T. 73. - C. 76-87.

158 Peterson G. P., Duncan A. B., Weichold M. H. Experimental investigation of micro heat pipes fabricated in silicon wafers //TRANSACTIONS-AMERICAN SOCIETY OF MECHANICAL ENGINEERS JOURNAL OF HEAT TRANSFER. - 1993. - T. 115. - C. 751-751.

159 Singh M., Kondaraju S., Bahga S. S. Enhancement of thermal performance of micro heat pipes using wettability gradients //International Journal of Heat and Mass Transfer. - 2017. - T. 104. -C. 400-408.