Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Comprehensive study on frequency-temperature dependent electrical properties of synthesized Bi1.7La0.3Ni2Fe2O8 ceramic for electronics applications

Sahoo Priyadarshini Shivani, Pattanaik Priyabrata, Bhuyan Satyanarayan, Padhi Jagadish Chandra

Composites Theory and Practice

|

2025

|

R. 25, nr 4

252--259

EN

In order to distinguish the fabricated lanthanum doped bismuth-nickel ferrite perovskite oxide material (Bi1.7La0.3Ni2Fe2O8) as a competitive ferroelectric component, the material's ferroelectric and electrical properties were investigated. Complex impedance spectroscopy, electric modulus spectroscopy, P-E hysteresis loop measurement, capacitance-temperature measurement, FTIR absorption spectroscopy and UV-Visible spectroscopy were carried out to delineate its multifunctional properties. This La substituted material is characterized by excellent frequency-tem perature stability, a semiconducting nature, non-Debye thermal relaxation, ferroelectric property (polarization 0.4μC/cm2), temperature dependent capacitance maximum sensitivity (58.7nF/℃) and a stable optical band gap (~3.32 eV), which are the major attributes of this ceramic to substantiate it as a promising ferroelectric entity for advanced technological applications.

2

Effect of Fe2O3 doping on the electrical and microstructural properties of ZnO-( Bi2O3, Sb2O3) varistor ceramics

Kharchouche Faiçal, Zebar Abdelkrim

Przegląd Elektrotechniczny

|

2024

|

R. 100, nr 4

192--197

EN

This study will allow us to see the effect of Fe2O3 doping on the electrical and microstructural properties of the ceramic varistor based on (Bi2O3, Sb2O3). The study deals with a ZnO-based varistor, containing, 0.5 mol% of (Bi2O3, Sb2O3) doped with 1 mol%, 2 mol%, and 4 mol% of Fe2O3. The ceramics samples were developed using the conventional route of the oxides mixture, sintered all the samples at 1000 °C. The mean grain size increased with the increase of the Fe2O3 amount and the grains were homogeneous, the varistors exhibited the relative density, the dielectric constant (ε′), dielectric dissipation factor (tanδ) and leakage current (IL) was increased with the increase of the Fe2O3 amount, Therefore, the nonlinearity coefficient (α) decreases from 23.58 to 8.61 and the breakdown field (Eb1mA) decreased from 341.41 to 202.01V/mm with an increase in the amount of Fe2O3.

PL

Badania te pozwolą nam zobaczyć wpływ domieszkowania Fe2O3 na właściwości elektryczne i mikrostrukturalne warystora ceramicznego na bazie (Bi2O3, Sb2O3). Badania dotyczyły warystora na bazie ZnO, zawierającego 0,5% mol (Bi2O3, Sb2O3) domieszkowanego 1% mol, 2% mol i 4% mol Fe2O3. Próbki ceramiki opracowano konwencjonalną drogą mieszaniny tlenków, wszystkie próbki spiekano w temperaturze 1000°C. Wraz ze wzrostem zawartości Fe2O3 zwiększała się średnia wielkość ziaren i ziarna były jednorodne, warystory wykazywały gęstość względną, wraz ze wzrostem zwiększała się stała dielektryczna (ε′), współczynnik rozproszenia dielektrycznego (tanδ) i prąd upływu (IL). ilości Fe2O3, zatem współczynnik nieliniowości (α) maleje z 23,58 do 8,61, a pole przebicia (Eb1mA) zmniejsza się z 341,41 do 202,01V/mm wraz ze wzrostem ilości Fe2O3.

3

Electric, Magnetic, Acoustic Properties and Viscosity of Liquid Crystals

Kłosowicz Stanisław, Raszewski Zbigniew, Zieliński Jerzy

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2024

|

Vol. 73, nr 3

21--30

EN

In the paper, the viscosity and the electric, magnetic and acoustic properties of liquid crystals, especially nematics, are discussed. All these properties are very important for applications of liquid crystals, and all of them are anisotropic. In the last part of the paper, essential information regarding the behaviour of mesogen mixtures is presented, with the emphasis on phenomena important for fundamental studies and applications. The paper is intended for students, PhD students and engineers interested in properties of liquid crystals.

PL

W artykule omówiono lepkość ciekłych kryształów oraz ich właściwości elektryczne, magnetyczne i akustyczne, koncentrując się na fazie nematycznej. Właściwości te mają istotne znaczenie dla zastosowań ciekłych kryształów, wszystkie są też anizotropowe. W ostatniej części podano podstawowe informacje o zachowaniu się mieszanin mezogenów, szczególnie podkreślając zjawiska ważne dla badań podstawowych i zastosowań. Praca jest przeznaczona głównie dla studentów, doktorantów i inżynierów zainteresowanych właściwościami ciekłych kryształów.

4

Impact of sintering time on structure and electrical properties of Pb-free BNT-BKT-SZ ceramics

Manotham S., Butnoi P., Khieokae M., Paengchit P., Prajansri P.

Archives of Materials Science and Engineering

|

2024

|

Vol. 126, nr 2

49--57

EN

Purpose: The work focuses on preparing and characterising BNT-based ceramics via a solid-state method. To investigate the phase, microstructure, and physical and electrical properties of BNT-based ceramics. Design/methodology/approach: Lead-free piezoelectric bismuth sodium titanate – bismuth potassium titanate – stronsium zirconate (BNT-BKT-SZ) ceramics were fabricated by the solid-state reaction method. The effect of sintering temperature with soaking times of 2, 4, and 6 h at 1150°C on structural, microstructure, density, porosity, and electrical properties was examined. The phase formation of the ceramics was examined using X-ray diffraction (XRD). Scanning electron microscopy (SEM) (JEOL JSM5910LV) was employed to investigate ceramic microstructure. The bulk density and mechanical properties of the sample were measured using Archimedes’ method, respectively. The electrical properties of ceramics, such as dielectrics, ferroelectrics, and piezoelectrics, were investigated. Findings: XRD showed all samples had a single perovskite structure and no secondary phase. All sintered samples at different temperatures have a coexisting phase boundary between the rhombohedral phase and the tetragonal phase. The sintered ceramic at 1150°C with a soaking time of 4 h shows a maximum density of 5.89 g/cm3. In addition, the temperature at which the sintering process is carried out substantially impacts the electrical characteristics. Dielectric and electric field-induced strain (Smax) properties that sintered at 1150°C with a soaking time of 4 h exhibited the highest values of 4.489 and 0.39% (d33* of 650 pm/V), respectively. Research limitations/implications: The impact of the coercive field on the electrical breakdown characteristics of ceramics should be investigated further in the course of research that has to be carried out. Practical implications: The characterisation confirmed the effects of sintering temperature on the physical, phase, microstructure, and electrical properties of BNT-based ceramics. Originality/value: Such research demonstrates a suitable sintering temperature for producing BNT-BKT-SZ. The mechanical and electrical properties of a material are dependent on its sintering parameters. The ceramic system is suitable for piezoelectric and/or energy storage applications.

5

Evaluation of time history distribution characteristics of lightning electromagnetic field in heterogeneous soil

Xiang Yuanbing, Rao Pingping, Feng Weikang, Ouyang Peihao

Acta Geophysica

|

2024

|

Vol. 72, no. 2

793--805

EN

Existing underground lightning electromagnetic field predictive methods are only relevant to conductivity distributions that are homogeneous or layered. In order to expand the scope of application of lightning electromagnetic field computation, the effect of heterogeneous soil conductivity on the electromagnetic field of lightning return is examined in depth. The current distribution in the lightning return channel is characterized by the dual Heidler discharge channel base current and MTLE return model. Using the full-wave finite element approach, a two-dimensional axisymmetric model is created. The time distribution characteristics of the lightning electromagnetic field in a soil with heterogeneous conductivity are evaluated. According to the research, the lightning electromagnetic field's, horizontal electric field, vertical electric field, and azimuthal magnetic field components are negatively, bipolarly, and positively distributed in the subsurface, respectively. The horizontal electric field dominates the subterranean electromagnetic field. The high conductivity of the soil has a significant attenuation effect on the high-frequency components of the lightning electromagnetic field's three electromagnetic components. The initial response of the horizontal electric field of a nonhomogeneous soil is dependent on the conductivity at the surface of soil, followed by a gradual dependence on the conductivity in deeper soil sections. The subsurface distribution of vertical electric and azimuthal magnetic fields tend to stratify in response to a nonhomogeneous drop in soil conductivity.

6

Electrical properties for cold sprayed Nano copper oxide thin films

Muneer Roaa M., Idzikowski Adam, Al-Zubiedy Ali

Production Engineering Archives

|

2023

|

Vol. 29, Iss. 2

225-230

EN

This work is a Copper oxide (CuO) thin films were effectively produced using cold spray technique. The process take place in an inert gas (helium) without using catalyst. Nano CuO was deposited on a glass slide, using helium as carrier gas heated to 100, 200, 300, and 400oC, respectively on heated glass substrates at 300°C. The effect of structural and electrical properties was examined at each temperature for each film. AFM images show that the CuO thin film have different diameters ranging from 80 to 600 nm, and low surface roughness about 20.9 nm. The measured value of copper oxide resistivity was found to be decrease very much with the increasing temperature. All the result showed that copper oxide is suitable material for photovoltaic applications. This research is part of a larger work for the solar cells industry. Therefore, the aim of this research is to study the electrical properties of solar cells in the primary stages of manufacturing from available materials at low costs.

7

The application of piezoelectric materials to convert kinetic energy into electrical energy

Jureczko Mariola, Filas J., Mrówka Maciej

Journal of Achievements in Materials and Manufacturing Engineering

|

2023

|

Vol. 121, nr 2

231--237

EN

The main goal was to determine the efficiency of converting kinetic energy into electrical energy in piezoelectric materials. The article presents research results regarding the relationship between the number of piezoelectric transducers, the generated voltage, and the relationship between the pressure force and the induced voltage. Design/methodology/approach Experimental research began with determining whether the voltage generated by piezoelectric transducers connected in series is proportional to their number. The spacers were then applied to see if this increased the performance of the test platform. The latest tests were carried out at the author's measurement station. Findings The authors of the work researched electricity generation by piezoelectric materials, confirming their potential but showing limitations related to the brittleness of the materials. The work suggests the possibility of improving the efficiency of these materials by examining the influence of the pressure frequency on the obtained value of the generated voltage. Research limitations/implications The main limitation was the need to develop an optimal test platform design that would effectively use the piezoelectric potential of the transducers while preventing their damage. The results were not entirely satisfactory; therefore, future research is intended to optimise the parameters of transducers and the test platform to maximise efficiency in converting mechanical energy into electrical energy. Practical implications A practical application of the obtained results may be using energy produced using piezoelectric membranes in renewable energy, for example, to power streetlamps, road signs, or other low-power devices. Originality/value The main originality of the research is the possibility of its practical application. Research on such many piezoelectric membranes connected in series is rare, which makes this configuration original.

8

Tin oxide-titania based electronic system: synthesis, structural, microstructural and dielectric properties

Sahoo Limali, Bhuyan S., Das S.N.

Composites Theory and Practice

|

2023

|

R. 23, nr 4

183--190

EN

SnO2-TiO2, a composite ceramic electronic element was produced by employing a cost-effective and reliable method known as the solid-state synthesis process. The phase, microstructure, chemical composition, and electrical characteristics across a wide frequency range of 1 kHz-1 MHz were evaluated in detail to comprehend this electronic candidate as a capacitive component. The XRD study revealed a polycrystalline tetragonal structure with a crystallite size of 57.9 nm. The SEM micrograph revealed uniformly distributed grains and the calculated average grain size is 0.199 μm. A hydrophilic porous nature was also ascertained from the SEM micrograph. A high dielectric constant (2623) with low dielectric loss (7.5) resulted at the 1 kHz frequency and 400°C. The enhanced capacitive nature was determined by impedance spectroscopy under an extensive frequency and temperature range. The mechanism and nature of conduction at various temperatures were ascertained from the conductivity analysis. The electric modulus characteristics substantiate the non-Debye relaxation of this composite. Based on the comprehensive results, the synthesized component can have prospective applications as a capacitive component for humidity sensors and other electronic devices.

9

System wbudowany do badania właściwości elektrolizera

Świtalski Emilian, Górecki Krzysztof

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 1

151--154

PL

W pracy przedstawiono autorski system wbudowany do badania właściwości elektrolizera. Zaprezentowano koncepcję pracy rozważanego układu, schemat opracowanego układu, projekt płytki drukowanej wraz z opisem sposobu mocowania elementów elektronicznych. Pokazano też przebiegi czasowe napięć i prądów w wybranych częściach układu. Przedyskutowano uzyskane wyniki.

EN

The paper presents the author's embedded system for measurements of the properties of the electrolyser. The concept of operation of the considered system, a diagram of the this system, a design of a printed circuit board with a description of the method of the assembly of electronic components are presented. The waveforms of voltages and currents in selected parts of the system are also shown. The obtained results are discussed.

10

Electrical performance of composite insulator under IEC/TR 62730 standard testing for 22 kV distribution system

Thipprasert Wichet, Rupdee Annop

Przegląd Elektrotechniczny

|

2022

|

R. 98, nr 2

39--44

EN

This research is aimed to test the high voltage (HV) polymeric insulators to study Electrical Performance and deterioration at the insulator’s surface under the wheel test conditions. The samples of this research are four new silicone rubber with fiber-reinforced plastic rod insulators, FXB 22/70 model 22 kV that randomized from the commercial market in Thailand. The experiments in this research are the IEC/TR 62730 standards HV polymeric insulators for indoor used tracking wheel test. The results found that the samples’ resistance before and after the wheel test of 30,000 cycles has the lower resistance of 10 mm distance on the samples of 37.0 and 7.76 G, respectively. The sample resistances were higher than 2 M resistances, less than 3 mm erosion depth, and no punctured on the shed, housing, or interface that the criteria of the IEC/TR 62730 standards are accepted. Further, the hydrophobicity of the samples before and after the treatment were reduced from HC 1 to HC 6 that classified use STRI’s guide. The average leakage currents of the first 10,000 and 30,000 cycle’s wheel test were 0.037 mA and 0.074 mA, respectively. While, after 6,000 cycles of the test, the thermography showed that the areas at the end of insulator near the ground terminal were higher temperature than other, else after 30,000 cycles test, the insulator’s temperatures were higher at the core rod. Furthermore, the 1000x SEM photography shown that the three punched samples of the insulator’s surfaces of the new were smooth. After 15,000 cycles, the skins have aging than more and deeper textures after 30,000 cycles testing. Besides, the Fourier transform infrared spectroscopy found that the ATH of the samples before and after the treatment was reduced from 3,445.4 cm-1 to 3,367.8 cm-1, while other composites were not significantly different. Also, the results of low frequency dry flashover voltages of new and tested samples were 133.8 and 140.0 kV, respectively. The low frequency wet flashover voltages of before and after the wheel tested was 115.5 and 107.3 kV, respectively. Finally, the impulse flashover voltage test shown that the positive “polarity lightning impulse voltages of the new and tested samples were 235.4 and 231.53 kV, and the negative” polarity lightning impulse voltages were 261.9 and 256.4 kV, respectively.

PL

Niniejsze badanie ma na celu przetestowanie izolatorów polimerowych wysokiego napięcia (WN) w celu zbadania wydajności elektrycznej i pogorszenia się powierzchni izolatora w warunkach testu koła. Próbki z tego badania to cztery nowe gumy silikonowe z izolatorami prętowymi z tworzywa sztucznego wzmocnionego włóknami, model FXB 22/70 22 kV, które zostały losowo wyselekcjonowane z rynku komercyjnego w Tajlandii. Eksperymenty w tych badaniach to zgodne z normą IEC/TR 62730 polimerowe izolatory wysokiego napięcia do badań metoda karuzelowa w pomieszczeniach. Wyniki wykazały, że rezystancja próbek przed i po teście kołowym 30 000 cykli ma mniejszą rezystancję odległości 10 mm na próbkach odpowiednio 37,0 i 7,76 G. Rezystancje próbki były wyższe niż rezystancje 2 M, głębokość erozji mniejsza niż 3 mm i brak przebicia na osłonie, obudowie lub interfejsie, zgodnie z kryteriami normy IEC/TR 62730. Co więcej, hydrofobowość próbek przed i po obróbce została zmniejszona z HC 1 do HC 6, które sklasyfikowano według przewodnika STRI. Średnie prądy upływu pierwszego testu koła 10 000 i 30 000 cykli wynosiły odpowiednio 0,037 mA i 0,074 mA. Podczas gdy po 6000 cykli testu termografia wykazała, że obszary na końcu izolatora w pobliżu zacisku uziemienia miały wyższą temperaturę niż inne, w przeciwnym razie po 30 000 cyklach testu temperatury izolatora były wyższe na rdzeniu pręta. Co więcej, fotografia 1000x SEM pokazała, że trzy próbki wycięte (przygotowane) powierzchni nowego izolatora były gładkie. Po 15 000 cykli skóra starzeje się bardziej i głębsze tekstury po 30 000 cyklach testowania. Poza tym spektroskopia w podczerwieni z transformacją Fouriera wykazała, że ATH próbek przed i po obróbce zmniejszyło się z 3445,4 cm-1 do 3367,8 cm-1, podczas gdy inne kompozyty nie różniły się istotnie. Również wyniki napięć suchego przeskoku niskoczęstotliwościowych próbek nowych i badanych wyniosły odpowiednio 133,8 i 140,0 kV. Napięcia przebicia mokrego o niskiej częstotliwości przed i po badanym kole wynosiły odpowiednio 115,5 i 107,3 kV. Wreszcie, test napięcia udarowego przeskoku wykazał, że dodatnie „napięcia udaru piorunowego polaryzacji nowych i badanych próbek wyniosły 235,4 i 231,53 kV, a ujemne” napięcia udaru piorunowego polaryzacji wyniosły odpowiednio 261,9 i 256,4 kV.

11

Właściwości elektryczne i optyczne cienkich warstw WOx wytwarzanych metodą rozpylania magnetronowego i analiza ich współczynnika doskonałości

Dybała Julia, Mazur Michał

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2022

|

Vol. 71, nr 2

15--25

PL

W artykule przeanalizowano właściwości optyczne i elektryczne cienkich warstw tlenku wolframu. Jest to materiał często stosowany między innymi w inteligentnych oknach, lustrach antyparowych i czujnikach gazów. zbadano pięć serii cienkich warstw tlenku wolframu, które zostały wytworzone w procesach rozpylania magnetronowego w atmosferze mieszaniny gazu roboczego (ar) oraz reaktywnego (O2) o różnej zawartości tlenu, tj. od 5% do 15%. Każdy z procesów przeprowadzany był przy tej samej wartości ciśnienia, odległości target - podłoże oraz w tym samym czasie. Grubość cienkich warstw zmierzona za pomocą profilometru optycznego wynosiła około 160 nm. zauważono, że wraz ze zwiększaniem się udziału gazu reaktywnego w procesie próbki zmieniały barwę od metalicznej, przez ciemnogranatową, po błękitną, jednocześnie stając się coraz bardziej przezroczyste. Pomiary właściwości elektrycznych wykonane za pomocą sondy czteroostrzowej, a także właściwości optycznych przeprowadzone z użyciem spektrofotometru wykazały, że zwiększanie udziału tlenu w procesie powodowało wzrost średniej transmisji światła w zakresie widzialnych długości fal oraz rezystywności cienkich warstw. W artykule przeanalizowano również współczynniki Figure of Merit określające jakość badanej próbki. Największą wartość współczynnika doskonałości otrzymano dla cienkiej warstwy tlenku wolframu, odznaczającej się stosunkowo dużą średnią transmisją światła w zakresie widzialnym przy niskiej wartości rezystywności. Przeprowadzone badania wykazały, że atmosfera gazowa podczas procesu rozpylania magnetronowego istotnie wpływa na właściwości optyczne i elektryczne cienkich warstw tlenku wolframu, co stwarza możliwość projektowania cienkowarstwowych powłok przeznaczonych do stosowania w transparentnej elektronice.

EN

In this article, optical and electrical properties of tungsten oxide thin films, prepared by magnetron sputtering in the atmosphere of various oxygen content, were analysed. Tungsten oxide is a material, which is widely used in modern applications such as smart windows, antisteam mirrors, and gas sensors. Five sets of tungsten oxide thin films were deposited by magnetron sputtering in the mixed argon-oxygen atmosphere composed of various content of reactive gas, i.e., from 5% to 15%. In each case, other deposition process parameters were the same. The thickness of the thin films was ca. 160 nm and it was measured with the optical profilometer. it was noticed that along with the increase in the proportion of reactive gas in the process, thin film samples changed their colour from metallic, through navy blue to blue and simultaneously they became increasingly transparent. Measurements of electrical properties, made using the four-point probe and optical properties, performed with the aid of a spectrophotometer showed that increasing the proportion of oxygen in the process increased the average transmission in the visible wavelength range and the resistivity of the prepared WOx thin films. in the article, the Figure of Merit (FoM) coefficients are also presented, which determine the quality of the thin film samples. it was shown that the highest value of the FoM was observed for WOx thin film characterised by a relatively high average transmission in the visible wavelength range and low value of resistivity. The performed measurements showed that the gas atmosphere during magnetron sputtering process leads to the tailoring of the optical and electrical properties of tungsten oxide thin films, which in turn makes it possible to design and apply such thin film coatings in transparent electronics.

12

Wpływ wygrzewania na właściwości cienkich warstw tlenku wanadu

Kiełczawa Szymon, Lubańska Aneta, Mazur Michał, Wiatrowski Artur

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2021

|

Vol. 62, nr 4

18--20

PL

W pracy przedstawiono wyniki badań wpływu wygrzewania na właściwości cienkich warstw tlenków wanadu (VxOy) wytworzonych metodą rozpylania magnetronowego. Cienkie warstwy bezpośrednio po naniesieniu oraz po wygrzewaniu w 200°C zostały poddane badaniom strukturalnym, optycznym oraz elektrycznym. Współczynnik transmisji cienkich warstw po wygrzewaniu zmniejszył się z około 70% na 50%. Z kolei rezystywność cienkiej warstwy tlenku wanadu po naniesieniu wynosiła 3.4·10⁴ Wcm, natomiast powłoki po wygrzaniu 1.6·10² Wcm. Badania współczynnika Seebecka wykazały, że wraz ze wzrostem różnicy temperatury między kontaktami elektrycznymi następuje zmiana typu przewodnictwa z dziurowego na elektronowy, a wygrzanie warstwy spowodowało uwydatnienie elektronowego typu przewodnictwa.

EN

This paper provides the research results of the influence of the post-process annealing of vanadium oxide (VxOy) thin films deposited by magnetron sputtering on their properties. As-deposited and annealed at 200°C thin films were analysed by means of their structural, optical and electrical properties. The transmission of thin films after annealing decreased from ca. 70% to 50%. In turn, the resistivity of the vanadium oxide thin films was equal to 3,4·10⁴ Wcm, while after post-process annealing it decreased to 1.6·10² Wcm. The studies of the Seebeck coefficient showed that with the increase of the temperature difference between the electrical contacts, the type of conductivity changes from hole to electron type, while the annealing of the layer enhances the electronic type of conductivity.

13

Właściwości elektryczne biowęgla pozyskiwanego metodą pirolizy z roślin energetycznych

Tomasik Marcin, Knaga Jarosław, Juliszewski Tadeusz, Lis Stanisław, Szul Tomasz

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 1

238--241

PL

Celem badań była analiza przewodności elektrycznej biowęgla uzyskanego z materiału organicznego metodą pyrolizy. W celu wykonania pomiarów właściwości elektrycznych biowęgla, zbudowano prototypowe urządzenie. Oprócz pomiarów właściwości elektrycznych umożliwia ono m.in. pomiar gęstości właściwej dowolnej próbki materiału sypkiego. W rozpatrywanym przypadku po napełnieniu komory roboczej i zagęszczeniu proszku otrzymywano pastylkę węglową. Dla niej określano pomiarami bezpośrednimi właściwości elektryczne tj.: spadek napięcia przy przepływie prądu przez próbkę (prąd stały i przemienny), oporność rezystora węglowego, wartość prądu przepływającego przez rezystor, indukcyjność oraz pojemność. Ponadto przy pomocy oscyloskopu rejestrowano charakterystyki dynamiczne napięcia w odniesieniu do prądu przemiennego przepływającego przez rezystor węglowy. Stwierdzono, że badanym próbkom można przypisać cechy obiektu elektronicznego o charakterze pojemnościowym.

XX

The aim of the research was to analyze the electrical conductivity of the obtained coal from organic material by pyrolysis. In order to take measurements of the electrical properties of the biochar, a prototype device was built. In addition to measurements of electrical properties, it enables measurement of the specific density of any sample of bulk material. In the case under consideration, after filling the working chamber and concentrating the powder, a carbon pellet was obtained. For it, direct electrical properties were determined by direct measurements, it is: voltage drop at the current flow through the sample (direct and alternating current), resistance of the carbon resistor, value of current flowing through the resistor, inductance and capacity. In addition, the dynamic characteristics of the voltage with respect to the alternating current flowing through the carbon resistor were recorded using the oscilloscope. It has been noted that capacitive features can be attributed to the test samples.

14

Granular metal-dielectric nanocomposites as an alternative to passive SMD

Boiko Oleksandr

Przegląd Elektrotechniczny

|

2020

|

R. 96, nr 12

158--161

EN

AC electrical properties of granular metal-dielectric nanocomposites (FeCoZr)x(PbZrTiO3)(100-x) have been examined. The study was carried for frequencies from 50 Hz to 1 MHz and measurement temperatures of 81 K – 293 K. The samples above percolation threshold xc considered to be resistive. Layers subdued to thermal treatment in air atmosphere behave as perfect capacitors, especially for low temperatures. Nanomaterials below xc demonstrate inductive-like properties. Tested samples could provide an alternative to conventional SMD components.

PL

Ziarniste nanokompozyty typu metal-dielektryk o strukturze (FeCoZr)x(PbZrTiO3)(100-x) zbadano pod kątem właściwości elektrycznych w przedziale temperatur pomiarowych 81 K – 293 K oraz częstotliwości pomiarowych 50 Hz – 1 MHz. Materiały powyżej progu perkolacji xc wykazują rezystancyjny charakter, warstwy wygrzane w temperaturze 573 K – typowo pojemnościowy typ, natomiast nanokompozyty poniżej xc poddane obróbce termicznej – właściwości indukcyjne. Badane nanostruktury stanowią alternatywę dla konwencjonalnych elementów SMD.

15

Wpływ struktury na właściwości elektryczne oraz optyczne cienkich warstw na bazie tlenków tytanu i miedzi

Obstarczyk Agata, Kaczmarek Danuta, Posadowski Witold, Mańkowska Ewa, Grobelny Marcin

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2019

|

Vol. 60, nr 7

7--9

PL

W pracy przedstawiono wyniki badania wpływu struktury na właściwości elektryczne oraz optyczne cienkich warstw na bazie tlenków tytanu i miedzi. Cienkie warstwy tlenku miedzi oraz dwuwarstwy TiO₂/CuxO o różnej grubości TiO₂ na powierzchni CuxO były naniesione metodą rozpylania magnetronowego. Wytworzone dwuwarstwy TiO₂/CuxO o różnej grubości TiO₂ były nanokrystaliczne o jednoskośnej strukturze tlenku miedzi II (CuO). Średni rozmiar krystalitów był w zakresie od 10 nm do 14 nm. Stwierdzono, że rezystywność dla cienkiej warstwy CuO była równa 0,7•103 Ω•cm, natomiast dla struktur TiO₂/CuO była w zakresie 0,8•103 ÷ 1,5•103 Ω•cm. W przypadku powłok dwuwarstwowych TiO₂/CuO średnia wartość współczynnika transmisji światła wynosiła ponad 80%.

EN

This paper provides research investigation results and analysis of influence of the structure on electrical and optical properties of thin films based on the titanium and copper oxides. CuxO and TiO₂/CuxO thin films with different thickness of top TiO₂ layer coatings were deposited by the reactive magnetron sputtering method. TiO₂/CuxO bilayers with different thickness of top TiO₂ layer were nanocrystalline and had monoclinc structure of CuO. The crystallite sizes were in the range of 10 nm to 14 nm. It was found that the resistivity for the CuO film was equal to 0.7•103 Ω•cm, and for TiO₂/CuO structures was in the range of 0.8•103 ÷ 1.5•103 Ω•cm. As-prepared bilayers were well transparent, average transparency was above 80%.

16

Wpływ parametrów procesu technologicznego na właściwości cienkich warstw na bazie miedzi

Rogala Jacek, Wojcieszak Damian, Pastuszek Roman, Mańkowska Ewa

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2019

|

Vol. 60, nr 7

31--33

PL

W pracy przedstawiona została analiza wpływu parametrów procesu technologicznego wytwarzania cienkich warstw tlenków miedzi na ich właściwości strukturalne, optyczne oraz elektryczne. Badaniu poddane zostały warstwy wytworzone za pomocą metody stałoprądowego rozpylania magnetronowego w atmosferze mieszaniny O₂:Ar o zawartości O₂ wynoszącej odpowiednio 75% oraz 100%. Właściwości strukturalne badanych warstw określone zostały na podstawie badania metodą dyfrakcji rentgenowskiej. Właściwości optyczne scharakteryzowano na podstawie pomiaru transmisji światła, a elektryczne na podstawie charakterystyk prądowo-napięciowych. Badanie metodą XRD wykazało, że uzyskano warstwy CuO (tlenku miedzi II) w postaci tenorytu o średnim rozmiarze krystalitów wynoszącym około 13 nm. Badanie właściwości optycznych wykazało, że nie ma różnicy w transmisji światła dla promieniowania krótszego niż około 600 nm. Nieznaczne różnice zauważalne między warstwami widoczne są powyżej tej długości. Średnia wartość transmisji dla długości fali λ = 550 nm wynosiła 35%. Badanie właściwości elektrycznych wykazało, że warstwa naniesiona w mieszaninie O₂:Ar zawierającej 75% O₂ miała rezystancję wynoszącą około 17 kΩ podczas gdy rezystancja warstwy wytworzonej w atmosferze wyłącznie tlenowej wynosiła około 5 kΩ.

EN

The paper presents an analysis of the impact of the parameters of the technological process of copper oxides thin films on their structural, optical and electrical properties. Investigated films were deposited using DC magnetron sputtering method in the atmosphere of the O₂:Ar mixture with an O₂ content of 75% and 100% respectively. The structural properties of the investigated films were determined based on the X-ray diffraction method. Optical properties were characterized on the basis of light transmission measurements, and electrical properties based on current- -voltage characteristics. The XRD showed that CuO (copper oxide II) films were obtained in the form of a tenorite with an average crystallite size of about 13 nm. The investigation of the optical properties showed that there is no difference in light transmission for wavelength shorter than approximately 600 nm. Slight differences between the layers are visible above this length. The average transmission value at wavelength λ = 550 nm was 35%, so these layers can be used in transparent electronics. Testing of electrical properties showed that the layer deposited in the O₂:Ar gas mixture containing 75% of O₂ had a resistance of approximately 17 kΩ, when the resistance of the layer prepared in a pure oxygen atmosphere of approximately 5 kΩ.

17

Analiza właściwości antystatycznych cienkich warstw na bazie tlenków Hf i Ti w powiązaniu z ich mikrostrukturą

Pastuszek Roman, Mazur Michał, Kaczmarek Danuta, Domaradzki Jarosław, Wiatrowski Artur

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2019

|

Vol. 60, nr 7

18--20

PL

W pracy przedstawiona została analiza właściwości antystatycznych cienkowarstwowych powłok na bazie tlenków Hf oraz Ti w powiązaniu z ich właściwościami strukturalnymi. Cienkie warstwy badane w ramach pracy wytworzone zostały za pomocą metody rozpylania magnetronowego na podłożach SiO₂ oraz SiO₂ pokrytych warstwą tlenku indowo-cynowego o grubości 150 nm. Właściwości antystatyczne zostały określone na podstawie pomiaru czasu rozpraszania ładunku statycznego, natomiast właściwości strukturalne na podstawie badania metodą dyfrakcji rentgenowskiej XRD. Badania metodą XRD wykazały, warstwy HfO₂, (Hf0,85Ti0,15)Ox oraz TiO₂ były nanokrystaliczne, a ich średni rozmiar krystalitów wynosił poniżej 10 nm. Z kolei powłoka (Hf0,15Ti0,85)Ox była amorficzna. Dla wszystkich warstw naniesionych na SiO₂ czasy rozpraszania ładunku przekraczały 2 sekundy wynikające z przyjętego kryterium antystatyczności. Najdłuższym czasem rozpraszania charakteryzowała się warstwa amorficzna. Naniesienie warstw na podłoże SiO₂ pokryte 150 nm warstwą ITO spowodowało, że wszystkie warstwy niezależnie od ich mikrostruktury były antystatyczne, a czasy rozpraszania ładunku elektrycznego były rzędu setek milisekund.

EN

This work presents the analysis of antistatic properties of thinfilm coatings based on Hf and Ti oxides in relation to their structural properties. Investigated thin films were sputtered by the magnetron sputtering method on SiO₂ substrates and deposited SiO₂ covered with a 150 nm thick indium-tin oxide film. Antistatic properties were determined based on the measurements of static charge dissipation time, while structural properties based on X-ray diffraction. The XRD results showed, that HfO₂, Hf0.85Ti0.15x and TiO₂ thin films were nanocrystalline with an average crystallite size below 10 nm. Hf0.15Ti0.85Ox film was amorphous. For films deposited on SiO₂ the dissipation times exceeded 2 seconds, which indicated that none of them were antistatic taking into consideration with accepted cryterion. The longest dissipation time was obtained for amorphous coating. Deposition of thin films on SiO₂ substrates coated with a 150 nm thick ITO layer results in a significate decrease of static charge dissipation time to hundreds of milliseconds, independently of their structural properties.

18

Analiza efektu przełączania rezystancji w strukturach cienkowarstwowych z różnym profilem składu materiałowego

Kotwica Tomasz, Domaradzki Jarosław, Kaczmarek Danuta, Rogala Jacek, Strzyżewski Maciej

Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania

|

2019

|

Vol. 60, nr 7

14--17

PL

Niniejsza praca przedstawia wyniki badań elektrycznych oraz strukturalnych cienkich warstw (Ti-Cu)Ox wytworzonych metodą rozpylania magnetronowego z zaprogramowanym profilem rozkładu pierwiastków. Wytworzenie cienkich warstw zaplanowano tak, aby uzyskać gradientową zmianę koncentracji miedzi w funkcji grubości osadzonej warstwy o zadanym kształcie. Analiza składu materiałowego wykazała, że wytworzone warstwy posiadały podobny skład materiałowy wynoszący odpowiednio (Ti52Cu48)Ox oraz (Ti48Cu52)Ox oraz posiadały zadany kształt profilu rozkładu miedzi. Przeprowadzone analizy przekroi struktur wykonane za pomocą transmisyjnego mikroskopu elektronowego potwierdziły uzyskanie zarówno gradientu rozkładu miedzi o kształcie litery V, jak i gradientu rozkładu miedzi o kształcie litery U w całej objętości cienkiej warstwy. Badania elektryczne wykazały, że mimo podobnego składu materiałowego wytworzonych cienkich warstw, uzyskano różne przebiegi charakterystyk prądowo-napięciowych, a więc możliwe jest sterowanie typem efektu przełączania rezystancji przez zadanie określonego profilu rozkładu pierwiastków w danej strukturze.

EN

The present paper shows the results of electrical properties along with the investigations of the structure of the (Ti-Cu)Ox thin films layers fabricated by the magnetron sputtering. Thin films were prepared in order to achieve gradient change of the cooper concentration in the function of the thickness of the deposited layers with programmed shape of elemental profiles. Analysis of the material compositions showed, that deposited films have similar material composition respectively, (Ti52Cu48)Ox and (Ti48Cu52)Ox with programmed specific shape of the elements gradient profile. Conducted analysis of the films with the help of transmission electron microscope proved the V-shape and the U-shape gradient distribution of the cooper across the thin films. Electrical measurements have shown that despite similar material composition of the fabricated thin films, different waveforms of current-voltage characteristics were obtained, leading to the statement that it is possible to control the type of mechanism of the resistive switching effect by programming a specific distribution profile of elements in a given structure.

19

Changes in the Characteristic Impedance of Textile Signal Lines While Mechanically Loaded

Leśnikowski Jacek, Kubiak Paweł

Autex Research Journal

|

2019

|

Vol. 19, no. 4

375--380

EN

The paper presents studies over the changes in the characteristic impedance of selected type of textile signal lines (TSLs) during mechanical loads. The article describes the construction of tested lines, the measurement method, and statistical analysis of the collected results.

20

Zmiennoprądowe właściwości dielektryczne materiałów nanowarstwowych a-SiOx/SiO2

Czarnacka K., Fedotov A., Kołtunowicz T. N.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2018

|

R. 94, nr 8

59--62

PL

Nanokompozyt warstwowy a-SiOx/SiO2 został osadzony na podłożu krzemowym o orientacji (100) przez naprzemienne próżniowe naparowywanie. W ten sposób otrzymano 50 warstw naprzemiennie ułożonych SiOx oraz SiO2. Grubości poszczególnych warstw wynosiły ok. 3nm dla SiO2 oraz ok. 8 nm dla SiOx. Całkowita grubość uzyskanego nanokompozytu bez podłoża wynosiła 280 ± 15 nm. Następnie otrzymany materiał został poddany dwu godzinnemu wygrzewaniu w temperaturze 1110ºC w atmosferze azotu. Zmiennoprądowe pomiary wielkości elektrycznych wykonano w zakresie częstotliwości z przedziału od 100 Hz do 1 MHz w temperaturach od 20 K do 375 K. Przedstawiono częstotliwościowe i temperaturowe zależności pojemności, konduktywności, kąta przesunięcia fazowego, przenikalności dielektrycznej oraz tangensa kąta strat. Na tej podstawie ustalono, mechanizm przenoszenia ładunku w materiale oraz jego właściwości dielektryczne.

EN

The layered a-SiOx/SiO2 nanocomposite was deposited by alternating vacuum evaporation on a p-Si:B (100) substrate. In this way, 50 layers of alternating placed SiOx and SiO2 were obtained. The thicknesses of individual layers were approx. 3 nm for SiO2 and approx. 8 nm for SiOx.The total thickness of the obtained nanocomposite without substrate was 280 ± 15 nm. Then the material was subjected to a two hour annealing at 1100 °C under a nitrogen atmosphere to obtain silicon nanoparticles in the oxide matrix. AC measurements of electrical properties were made in the frequency range from 100 Hz to 1 MHz at temperatures from 20 K to 375 K. Frequency and temperature dependences of capacitance, conductivity, phase shift angle, dielectric permittivity and tangent of the loss angle were presented. On this basis, the mechanism of charge transfer in the material and its dielectric properties were determined. It was found that in the nanocomposite hopping conductivity and additional polarity to the matrix occur. The temperature dependence of the dielectric relaxation time was determined, on the basis of which the activation energies were calculated. Two ranges of changes in activation energy can be observed: low temperature region corresponds to a low activation energy value E10,0002 eV, while in the high temperature range, the activation energy rises many times up to E20.08 eV.