vesnat.ru страница 1страница 2страница 3
скачать файл


МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ „ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”


ЧЕКАЙЛО МИКОЛА ВОЛОДИМИРОВИЧ


УДК 54-16+541.13:538.9

МОДИФІКАЦІЯ СТРУКТУРИ ТА ВЛАСТИВОСТЕЙ АРГІРОДИТІВ Ag8SiSe6, Ag8GeSe6, Ag8SnSe6 ДЛЯ ЕЛЕКТРОНІКИ

01.04.07 фізика твердого тіла


Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата технічних наук

Львів – 2013



Дисертацією є рукопис.

Робота виконана у Національному університеті „Львівська політехніка”
Міністерства освіти і науки України.

Науковий керівник: доктор фізико-математичних наук, професор

Ільчук Григорій Архипович,

Національний університет „Львівська політехніка”,

професор кафедри фізики.
Офіційні опоненти: доктор технічних наук,

старший науковий співробітник



Круковський Семен Іванович,

ПАТ НВК «Наука» м. Київ,

начальник лабораторії МОС-гідридної епітаксії.

доктор фізико-математичних наук, професор



Студеняк Ігор Петрович

Ужгородський національний університет,

завідувач кафедри прикладної фізики.

Захист відбудеться 25 квітня 2013 р. о 1430 на засіданні спеціалізованої вченої ради Д35.052.13 у Національному університеті „Львівська політехніка”

(79013, м. Львів-13, вул. Степана Бандери, 12)
З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Національного університету „Львівська політехніка” (79013, м. Львів,   вул. Професорська, 1).
Автореферат розісланий 22 березня 2013 року.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Д35.052.13

д.ф.-м.н, професор Заячук Д.М.




ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. На початку третього тисячоліття спостерігається хвиля зацікавлення твердотільними матеріалами з високою іонною та змішаною (електронно-іонною) провідностями, які називають суперіонними провідниками (СІП) або твердими електролітами (ТЕЛ).


Зацікавлення ТЕЛ стимулює пошук нових методів їх одержання, розроблення та оптимізацію пристроїв на їх основі. Для цього використовують твердофазний синтез, синтез під високим тиском, золь-гель технології, синтез дисперсних ТЕЛ, синтез стекол, виготовлення керамічних ТЕЛ, вирощування монокристалів ТЕЛ тощо. Поряд з традиційними матеріалами ТЕЛ, такими як халькогенідні напівпровідники, аморфний кремній, електропровідні полімери, використовуються також оксиди перехідних металів Ta2O5, TiO2, NiO тощо.

З метою одержання нових матеріалів ТЕЛ з низькими температурами початку електронного й іонного перенесення заряду для сучасної кріогенної мікроелектроніки проводиться синтез широкого кола складних багатокомпонентних халькогенідних сполук типу ABCD3, де А = Ag, Cu; B = Pb, Sn; C = As, Sb; D = S, XSe. Синтезуються і досліджуються склоподібні халькогени системи GeS2-Ga2S3, оскільки іонопровідне скло дає змогу конструювати твердотільні акумулятори, елементи пам'яті з вищою щільністю запису інформації та меншим споживанням енергії, які потенційно можуть замінити FLASH (флеш) пам'ять. Отже, створення нових суперіонних провідників і матеріалів зі змішаним (іонно-електронним) характером провідності є одним із важливих завдань іоніки твердого тіла – науки, яка утворилась на перехресті фізики і хімії твердого тіла, електроніки, електрохімії, кристалографії і неорганічної хімії, матеріалознавства та енергетики і здобула широке визнання в останні 10 – 15 років. Зростанню інтересу до матеріалів зі змішаною іонно-електронною провідністю в практичному аспекті сприяє також розвиток водневої енергетики та поширення паливних комірок, які безпосередньо перетворюють хімічну енергію згоряння реагентів (наприклад, метану або метанолу) на електричну енергію. Функціональні елементи на основі структур твердий електроліт–метал (ТЕЛ-М) і твердий електроліт–напівпровідник (ТЕЛ-Н) ґрунтуються на властивостях гетерофазних переходів з різними типами провідності фаз, що контактують. На їх основі створено низькочастотні конденсатори великої ємності, оптоіонні електрохромні елементи, електрохімічні перетворювачі інформації тощо. Використовують ТЕЛ і як елементи асиметричних суперконденсаторів.



Досліджувані нами потрійні сполуки халькогенідів  Ag8XSe6 (X = Si, Ge, Sn) групи AIBIVCVI, які одержали назву аргіродитів від назви мінералу Ag8GeS6, належать до матеріалів зі мішаною іонно-електронною провідністю. Вони привертають до себе увагу можливістю модифікувати фундаментальні властивості фаз Ag8XSe6 (X = Si, Ge, Sn) за рахунок зміни природи атомів і характеру їх позиційного впорядкування у структурі аргіродиту.

Різні сфери практичного використання, створення і розвиток області знань, що одержала назву наноіоніки, актуалізують дослідження матеріалів з іонною і змішаною (іонною та електронною) провідністю. Об’єктами досліджень цього напряму є полікристалічні, керамічні, склоподібні матеріали.


Наявна до початку нашого дослідження інформація про процеси синтезу, структуру та фізичні властивості аргіродитів Ag8XSe6 (X = Si, Ge, Sn) мала вкрай обмежений характер. Зокрема, досліджувались майже виключно полікристалічні зразки, а інформація про процеси синтезу являла собою “чорну скриньку”. Було лише відомо, що температуру синтезу слід вибирати вищою за температуру плавлення сполуки, яка синтезується. Автори досліджень структури аргіродитів не виявили її розупорядкування, що виражається в імовірнісному заповненні кристалографічних позицій атомами Ag. Лише частково вивчено поліморфізм аргіродитів, їхні термодинамічні властивості та цілком не досліджувались їхні електрофізичні властивості. Водночас знання основних засад процесів синтезу аргіродитів Ag8XSe6 (X = Si, Ge, Sn) дасть змогу модифікувати цей процес, керувати фізичними властивостями матеріалу та запропонувати структури приладів для електроніки, зокрема твердотільних електрохімічних комірок (ТЕК).

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами


Дисертація є продовженням і розвитком досліджень аргіродитів, які ведуться на кафедрі фізики Національного університету "Львівська політехніка" протягом тривалого часу в межах науково-дослідної теми "Синтез, структура і фізичні властивості напівпровідникових матеріалів". Переважну частину дисертації автор виконав із власної ініціативи оскільки переконаний у важливості проблем, пов'язаних зі створенням матеріалів твердотільних електролітів і, зокрема, монокристалів зі змішаною провідністю як в теоретичному матеріалознавчому аспекті, так і з погляду їх потенційного практичного використання, а також частково одержані під час виконання науково-дослідних робіт "Одержання тонких плівок CdS, CuIn1-xGaxSe2 та створення на їх основі сонячних елементів" № 0109U001162 (2009–2010 рр.) та "Тривимірний сонячний елемент" № 0111U001221 (2011–2012 рр.).

Мета і завдання дослідження. Метою дисертації є модифікування процесів синтезу аргіродитів Ag8XSe6 (X = Si, Ge, Sn) із елементарних компонентів та з'ясування їхніх структурних, механічних, теплофізичних і електрофізичних властивостей для формування твердотільних електрохімічних структур електроніки.

Для досягнення мети поставлено такі завдання:

– пошук і аналіз фазових діаграм систем Ag-X-Se, де X = Si, Ge, Sn та вибір температурних умов для вирощування монокристалів аргіродитів Ag8XSe6 (X = Si, Ge, Sn);

– диференційний термічний аналіз (ДТА) шихти Ag-X-Se (X = Si, Ge, Sn) під час синтезу трикомпонентних сполук аргіродитів Ag8XSe6 (X = Si, Ge, Sn), ідентифікація теплових ефектів потенційних хімічних реакцій (ХР), які при цьому відбуваються, та температурних діапазонів їх перебігу; ідентифікація проміжних продуктів хімічних реакцій; створення на основі цих досліджень науково-технологічних засад вирощування аргіродитів Ag8XSe6 (X = Si, Ge, Sn);

– вирощування монокристалів аргіродитів Ag8XSe6 (X = Si, Ge, Sn) методом Бріджмена – Стокбаргера та методом псевдосублімації;

– дослідження термічного розширення монокристалів Ag8XSe6 (X = Si, Ge, Sn) у температурному інтервалі 243 ÷ 493 К;

– вивчення методом сканувальної калориметрії вирощених монокристалів родини аргіродитів Ag8XSe6 (X = Si, Ge, Sn) і визначення їхніх термодинамічних параметрів (температур фазових переходів (ФП), питомих теплоємностей, ентальпій і ентропій ФП);

– дослідження температурної поведінки структури Ag8SnSe6 арбітражними методами in situ високотемпературної дифракції рентгенівського випромінювання та мессбауерівської (- резонансної спектроскопії);

– створення твердотільних електрохімічних комірок (ТЕК) С/Ag8XSe6 (X = Si, Ge, Sn)/С з блокувальними дисперсійними вугільними електродами та їх потенціостатичні дослідження; ідентифікація еквівалентних схем комірок; встановлення частки іонної провідності та температурного інтервалу її існування.

скачать файл


следующая страница >>
Смотрите также:
Дисертацією є рукопис
426.21kb.
Дисертацією є рукопис
316.57kb.
Аналіз рукопису головного філософського твору Гавриїла Костельника
415.82kb.
Інститут держави І права ім. В. М
624.09kb.