Автореферати та дисертаційні роботи
Permanent URI for this collectionhttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/2995
Browse
6 results
Search Results
Item Синтез і властивості органо-неорганічних протонопровідних матеріалів(Відділення фізико-хімії горючих копалин Інституту фізикоорганічної хімії і вуглехімії імені Л.М. Литвиненка Національної академії наук України, 2021) Римша, Христина Володимирівна; Євчук, Ірина Юріївна; Інститут фізикоорганічної хімії і вуглехімії імені Л. М. Литвиненка; Желтоножська, Тетяна Борисівна; Дончак, Володимир АндрійовичДисертаційна робота присвячена розробленню нових полімерних та гібридних матеріалів із протонопровідними властивостями для використання у паливних елементах. Синтезовано амфіфільні полімерні та поліакрилат-кремнеземні матеріали різного складу на основі полі(акрилонітрил-ко-акриламід-ко-3-сульфопропілакрилату калію) та полі(акрилонітрил-ко-акрилова кислота-ко-3- сульфопропілакрилату калію-ко-етиленглікольдиметилакрилату). Встановлено вплив співвідношення гідрофільно/гідрофобних мономерyих ланок, вмісту неорганічного компонента, природи сульфовмісного мономера на внутрішню морфологію отриманих матеріалів та їхні властивості: термічну стійкість, водопоглинання, поглинання метанолу, вільну поверхневу енергію, протонну провідність. Протонна провідність мембран на основі полі(акрилонітрил-ко-акрилова кислота-ко-3-сульфопропілакрилат калію- ко-етиленглікольдиметилакрилату) з додаванням 1-7 мас. % золь-гель системи досягає значення 1,12·10-2 См/cм. Обчислено енергію активації протонного переносу, яка складає 0,12-0,14 еВ. За моделлю Райса-Рота оцінено транспортні параметри мембран; за рівнянням Нернста-Ейнштейна розраховано коефіцієнти дифузії протонів. Запропоновані матеріали володіють потенціалом для застосування як протонопровідні мембрани у технології паливних елементів. Диссертационная работа посвящена разработке новых полимерных и гибридных материалов с протонопроводящими свойствами для использования в топливных элементах. Синтезированы амфифильные полиакрилатные и полиакрилат-кремнеземные материалы на основе поли(акрилонитрил-ко-акриламидко-3-сульфопропил акрилат калия) и поли(акрилонитрил-ко-акрилова кислота-ко-3- сульфопропилакрилат калия-ко-этиленгликольдиметилакрилат). Установлено влияние соотношения гидрофильно/гидрофобных мономерных звеньев, содержания неорганического компонента, природы сульфосодержащего мономера на внутреннюю морфологию полученных материалов и их свойства: термическую стойкость, водопоглощение, набухание в метаноле, свободную поверхностную энергию, протонную проводимость. Протонная проводимость мембран на основе поли(акрилонитрил-ко-акрилова кислота-ко-3-сульфопропилакрилат калия-ко-этиленгликольдиметилакрилат) додавлением 1-7 масс. % золь-гель системы достигает значения 1,12·10-2См/см. Энергия активации протонного переноса составляет 0,12-0,14 эВ. С использованием модели Райса-Рота оценены транспортные параметры мембран; по уравнению Нернста-Эйнштейна рассчитаны коэффициенты диффузии протонов. Предложенные материалы обладают потенциалом для применения их как протонпроводящие мембраны в технологии топливных элементов. The dissertation is devoted to the development of new polymer and hybrid organicinorganic materials with proton conductive properties, promising for in solid-state fuel cells. A synthesis strategy was proposed as follows: a polymer matrix of the composite was formed by UV-initiated copolymerization of acrylic monomers, and a silica network of the organic-inorganic materials was formed in situ due to simultaneous sol-gel process of the precursor – tetraethoxysilane. The spatially cross-linked hybrid structure of nanocomposites was formed both due to the presence of a cross-linker and by hydrogen bonding between polymer functional groups and the products of the sol-gel precursor transformation. The effect of the ratio of hydrophilic/hydrophobic monomers in polymer matrix (based on acrylonitrile, acrylamide and 3-propylacrylate potassium salt) as well as the influence of inorganic component content on the morphology and properties of the obtained organic-inorganic materials were investigated. Proton conductivity, thermal stability, water uptake, methanol swelling, free surface energy of the synthesized membranes studied. The formation and properties of organic-inorganic membranes with different acrylic sulfomonomers in polymer matrix: styrenesulfonic acid sodium salt and acrylamido-2-methyl-1-propanesulfonic acid were studied. A new composition of organic-inorganic membranes was proposed: amphiphilic polymer matrix was synthesized from monomers: acrylic acid, acrylonitrile, 3-sulfopropylacrylate potassium salt, ethylene glycol dimethylacrylate; the content of the added sol-gel system was 1 – 7 mass %. SEM images showed homogeneity of the structure. The proton conductivity of membranes was studied depending on their composition at temperatures 20 - 60°C and reaching the values up to 1,12·10-2 Sm/cm. The proton transfer activation energy, calculated from the temperature dependence of proton conductivity using the Arrhenius equation, was found to be 0,12-0,14 eV. According to the Rice and Roth model the transport parameters of the membranes (the number of mobile ions, the mobility of ions) were determined. Ion diffusion coefficients for the membranes were calculated using the Nernst-Einstein equation.The results of DMA analysis allow to conclude that the increase of silica content leads to the decrease of packing density and the increase of structural heterogeneity in synthesized polyacrylate/silica membranes.The stability of the membranes during operation in fuel cell was evaluated for its oxidation resistance in the Fenton reagent. Thus, the proposed method of synthesis and the developed composition of polymer and hybrid organic-inorganic membranes made it possible to ensure a high level of their proton conductivity and other characteristics necessary for operation in fuel cells. Therefore, the synthesized materials have the potential for the application as proton conductive membranes in these devices.Item Структурно-параметрична модифікація мікроелектронних сигнальних перетворювачів імпедансу для сенсорної техніки(Національний університет "Львівська політехніка", 2018) Барило, Григорій Іванович; Готра, Зенон Юрійович; Національний університет «Львівська політехніка»; Вербицький, Володимир Григорович; Когут, Ігор Тимофійович; Бордун, Олег МихайловичДисертація присвячена проблемі модифікації мікроелектронних сигнальних перетворювачів імпедансу та створення нового підкласу багаторозрядних високочутливих конверторів для сенсорів фізичних феличин. У роботі теоретично обґрунтовано та реалізовано методи вимірювання імпедансу гальваностатичним та потенціостатичним способом з активуючими періодичними та неперіодичними сигналами. Проведено дослідження методів математичного аналізу сигнальних перетворювачів імпедансу та їхніх функціональних вузлів для підвищення точності перетворення з урахуванням фазочастотних параметрів активуючих джерел сигналів, температури, модуляції параметрів елементів, часової нестабільності амплітуди, фази а також впливу зовнішніх джерел сигналів та завад. Встановлено основні закономірності імпедансних характеристик з активацією імпульсними та періодичними сигналами. Розроблено методики розрахунку величини імпедансу на основі математичного моделювання з урахуванням виявлених закономірностей. Теоретично обґрунтовано та реалізовано методи побудови та математичні моделі сигнальних перетворювачів для оптичних сенсорів на основі фотоелектронних перетворювачів з періодичними прямокутними активуючими сигналами. Використання імпульсних активуючих сигналів у діапазоні 100Гц – 100кГц забезпечує вимірювання концентрації газів та газових сумішей на основі розроблених СПІ з точністю до 0,1%. Розроблено схемотехнічні рішення побудови та практично реалізовано сигнальні перетворювачі для оптичних сенсорів метану, чадного газу, вуглекислого газу, органічних тканин на основі холестеричних рідких кристалів, допованих наночастинками неорганічних матеріалів. Теоретично обґрунтовано та реалізовано схемотехнічні методи побудови завадостійкого сигнального перетворювача імпедансу для оптичних сенсорів неінвазивної медицини, які уможливлюють дослідження біомедичних параметрів шляхом комплексного аналізу імпедансу на частотах 0.1-12 Гц з активацією оптичним випромінюванням інфрачервоного діапазону в межах 950-1500 нм. Розроблено нові сенсорні пристрої для дослідження провідності органічних напівпровідникових матеріалів з використанням спеціалізованих моделей типу елемента Варбурга для частотного діапазону 0,01Гц - 100 кГц та реалізовано структури сигнальних перетворювачів імпедансного типу та інформаційно-вимірювальних систем на основі сучасних мікропроцесорних систем ADuC 841 та PSoC з інтегрованими каналами передачі даних для комп’ютерного аналізу. Отримані результати вимірювань підтверджують високу ефективність використання завадостійких сигнальних перетворювачів та відповідність параметрів цих перетворювачів результатам модельних досліджень. Диссертация посвящена проблеме модификации микроэлектронных сигнальных преобразователей импеданса и создания нового подкласса многоразрядных высокочувствительных конверторов для сенсоров физических величин. В работе теоретически обоснованы и реализованы методы измерения импеданса гальваностатическим и потенциостатическим способом с активирующими периодическими и непериодическими сигналами. Исследованы методы математического анализа сигнальных преобразователей импеданса и их функциональных узлов для повышения точности преобразования с учѐтом фазочастотных параметров активирующих источников сигналов, температуры, модуляции параметров элементов, временной нестабильности амплитуды, фазы, а также влияния внешних источников сигналов и помех. Установлены основные закономерности импедансных характеристик с активацией импульсными и периодическими сигналами. Разработаны методики расчета величины импеданса на основе математического моделирования с учетом выявленных закономерностей. Теоретически обоснованы и реализованы методы построения и математические модели сигнальных преобразователей для оптических сенсоров на основе фотоэлектронных преобразователей с периодическими прямоугольными активирующими сигналами. Использование импульсных активирующих сигналов в диапазоне 100 Гц - 100 кГц обеспечивает измерение концентрации газов и газовых смесей на основе разработанных сигнальных преобразователей импеданса с точностью до 0,1%. Разработаны схемотехнические решения построения и практически реализованы сигнальные преобразователи для оптических сенсоров метана, угарного газа, углекислого газа, органических тканей на основе холестерических жидких кристаллов, допированных наночастицами неорганических материалов. Теоретически обоснованы и реализованы методы построения и схемотехнические решения помехоустойчивого сигнального преобразователя импеданса для оптических сенсоров неинвазивной медицины, позволяющих проводить исследования биомедицинских параметров путем комплексного анализа импеданса на частотах 0.1-12 Гц при активации оптическим излучением инфракрасного диапазона в пределах 950- 1500 нм. Разработаны новые сенсорные устройства для исследования проводимости органических полупроводниковых материалов с использованием специализированных моделей типа элемента Варбурга для частотного диапазона 0,01Гц-100 кГц и реализованы структуры сигнальных преобразователей импедансного типа и информационно-измерительных систем на основе современных микропроцессорных систем ADuC 834 и PSoC, с интегрированными каналами передачи данных для компьютерного анализа. Полученные результаты измерений подтверждают высокую эффективность использования помехоустойчивых сигнальных преобразователей и соответствие параметров этих преобразователей результатам модельных исследований. The dissertation is devoted to the problem of microelectronic signal impedance converters modification and the creation of a new subclass of multi-bit high-sensitive converters for physical quantities sensors. Galvanostatic and potentiostatic methods of impedance measuring with periodic and nonperiodic activating signals were theoretically substantiated and implemented. The methods of impedance signal converters mathematical analysis and their functional units were improved for increasing the accuracy of the transformation, taking into account phase-frequency parameters of activating signal sources, temperature, modulation of parameters of elements, temporal instability of amplitude, phase as well as the influence of external sources of signals and noise. The basic regularities of impedance characteristics with impulse and periodic activation signals are established. Methods of impedance calculating on the basis of mathematical modeling with the account of revealed regularities are developed. The mathematical modeling of microelectronic impedance signal converters was carried out and transformation function dependence on the parameters of the activating signal (periodic, nonperiodic, pulse) and deviations of the parameters of their components caused by internal and external factors, which was the basis of their structural and parametric modification was investigated. A number of new structural elements of the impedance converters on the basis of solid state electronics elements - the sources of signals, amplifiers, filters, detectors, integrators was investigated. They take into account the influence of temperature, modulation of element parameters, time, amplitude and phase instability of the information signal, as well as third-party sources of signals and electromagnetic interference that provide formation of an informative signal in the range of measurement -2 ... 2 V, with an 0.1% error of signal conversion and effective reduction of noise level by 10 dB with the possibility of using a 24-bit digital converter for sensor technology. Four-bit integration of the information signal was used. This allows to expand the functionality of the measurement transformation of the impedance and increase the accuracy of the measurement which allows to realize the principle of redundancy of signals and to carry out verification of calibration of signal paths and compensation of their zero drift and to directly integrate the informative current through the investigated two-terminal in potentiostatic type converters. The methods of signal converters construction and signal converters mathematical models for optical sensors based on photoelectronic transducers with periodic rectangular activating signals are substantiated and implemented. The use of pulse activating signals in the range 100 Hz – 100 kHz provides measurement of the concentration of gases and gas mixtures based on the basis to the accuracy of 0.1%. Schematic design solutions for construction and practical implementation of signal transducers for optical methane, carbon monoxide, carbon dioxide, organic fabrics sensors based on cholesteric liquid crystals of inorganic materials supplemented with nanoparticles was developed. Methods of a noise-immune signal impedance converter structure for optical non-invasive medical sensors that allow to carry out research on biomedical parameters by complex analysis of the impedance at frequencies of 0.1-12 Hz activated by optical radiation of the infrared range 950 - 3000 nm are developed and implemented. New sensor devices for the investigation of the conductivity of organic semiconductor materials, using specialized models of the Warburg-type element for the frequency range 0.01 Hz-100 kHz were developed. Structures of impedance type signal converters and information-measuring systems based on modern productive microprocessor systems ADuC 834 and PSoC with integrated data channels for computer analysis were implemented. The obtained results of measurements confirm the high efficiency of the use of noise-proof signal converters and the correspondence of parameters of these converters to the results of model research.Item Фізичні ефекти в супрамолекулярних клатратних структурах та пристрої наноелектроніки на їх основі(Національний університет "Львівська політехніка", 2018) Іващишин, Федір Олегович; Григорчак Іван Іванович; Національний університет «Львівська політехніка»; Павлов, Сергій Володимирович; Небола, Іван Іванович; Ціж, Богдан РомановичДисертаційна робота присвячена проблематиці створення гетероструктурованих супрамолекулярних клатратів різної ієрархічної архітектури та дослідження їх фізичних властивостей з метою забезпечення високої фото- і магніточутливості за кімнатних температур, скероване на максималізацію їх сенсорних і зарядонакопичувальних можливостей, з’ясування природи зв’язку з їх супрамолекулярною архітектурою, наногеометрією і видом гостьового контенту. Враховуючи динаміку розвитку електромобілебудування й альтернативної енергетики, вражаючі успіхи наноелектроніки та спінтроніки, нагальну потребу підвищення енергопотужнісних характеристик автономних джерел живлення та переходу на квантовий рівень накопичення електричної енергії, що зумовлено зростанням потреб новітніх схемотехнічних рішень, необхідним є створення квантових конденсаторів і нанофотоелектроакумуляторів, високоефективних сенсорів електромагнітного та світлової хвилі полів, нановимірних ліній затримки які можуть бути інкорпоровані в якості функціональних блоків в 3D-наноструктури, що формуються за принципом «знизу – вверх». У роботі обгрунтовано застосування інтеркаляційних технологій як одного із перспективних методів створення наперед заданих складних супрамолекулярних клатрато-кавітандних комплексів. З’ясовано основи механізмів формування інтеркалантних комплексів «господар-гість», та закономірності фізичних процесів у них. Показана можливість модифікації властивостей клатратів при їх формуванні під впливом зовнішніх фізичних полів. Такий технологічний підхід дозволяє значно підсилити сенсорні властивості синтизованих інтеркалатних наноструктур та забезпечити появу таких неординарних ефектів як «spin-battery» ефект, накопичення електричного заряду на міжфазних межах за рахунок участі їх спінів. Показана можливість значного підвищення енергопотужнісних характеристик існуючих автономних джерел енергії використовуючи можливості та інструменти супрамолекулярного дизайну активних матеріалів таких пристроїв. Фундаментальною проблемою, яка вирішується у цій роботі є: побудова наукових засад формування гетерофазних наногібридизованих структур (мультипошарові неорганічно напівпровідникові/супрамолекулярні ансамблі різної ієрархічної архітектури) для створення квантових пристроїв сенсорики та накопичення енергії електромагнітного поля. The Thesis is devoted to problems of heterostructured supramolecular clathrates of various hierarchical architecture formation and investigation of theirs physical properties to provide high photo- and magnetosensitivity at ambient temperature with the purpose to maximize their sensor and charge accumulative parameters, to determine the nature of influence of their supramolecular architecture, nanogeometry and guest component type. Because of dynamics in elctrocar and alternative energy industries development, state of the art success in nanoelectronics and spintronics, the need to increase energy and power parameters of autonomous power sources and transfer to quantum level of electric energy accumulation, caused by widening needs in novel technical solutions, there is the goal of developing quantum capacitors and nanophotoaccumulators, highly efficient sensors of electromagnetic and illumination fields, nanodimentional delay lines, capable to be incorporated into 3D nanostructures formed with bottom-up principle as functional blocks. It was justified /reasoned/ to apply an intercalation technologies as one of the perspective methods for beforehand stated developed supramolecular clathrato-cavitand complexes. The basic mechanisms of intercalated host-guest complexes were determined as well as principles of their physical processes. The possibility of clathrate properties modification during stage of their forming at extrinsic physical fields was shown. Such technological approach lets significantly boost sensor properties of synthesized intercalated nanostructures and provide an observation of as extraordinary phenomena as spin-battery effect and electric charge accumulation at the interface because of their spins participation. The possibility of significant increase in energy and power parameters of modern autonomous power sources using properties and instruments of supramolecular design of active materials in listed devices was demonstrated. The fundamental problem, which is solved in this project, is scientific basis developing for heterophase nanohybridized structure formation (multilayered inorganic semiconductive/supramolecular ensembles of various hierarchical architecture) for quantum devices construction for sensing and electromagnetic energy accumulation. Диссертационная работа посвящена проблематике создания гетероструктурированных супрамолекулярных клатратов различной иерархической архитектуры и исследования их физических свойств с целью обеспечения высокой фото- и магнеточувствительности при комнатных температурах, направленных на максимализацию их сенсорных и зарядонакопительных возможностей, выяснения природы связи с их супрамолекулярной архитектурой, наногеометрией и видом гостевого контента. Учитывая динамику развития электромобилестроения и альтернативной энергетики, впечатляющие успехи наноэлектроники и спинтроники, насущную необходимость повышения энергомощностных характеристик автономных источников питания и перехода на квантовый уровень накопления электрической энергии, что обусловлено ростом потребностей новейших схемотехнических решений, необходимо создание квантовых конденсаторов и нанофотоэлектроакумуляторов, высокоэффективных сенсоров электромагнитного и световой волны полей, наноизмеримых линий задержки, которые могут быть инкорпорированы в качестве функциональных блоков в 3D-наноструктуры, формирующихся по принципу «снизу - вверх». В работе обосновано применение интеркаляционных технологий как одного из перспективных методов создания заранее заданных сложных супрамолекулярных клатрато-кавитандных комплексов. Выяснено основы механизмов формирования интеркалантных комплексов «хозяин-гость» и закономерности физических процессов в них. Показана возможность модификации свойств клатратов при их формировании под влиянием внешних физических полей. Такой технологический подход позволяет значительно усилить сенсорные свойства синтезированных интеркалатных наноструктур и обеспечить появление таких неординарных эффектов как «spin-battery» эффект - накопления электрического заряда на межфазных границах за счет участия их спинов. Показана возможность повышения энергомощностных характеристик существующих автономных источников энергии, используя возможности и инструменты супрамолекулярного дизайна активных материалов таких устройств. Фундаментальной проблемой, которая решается в этой работе, является построение научных основ формирования гетерофазных наногибридизированных структур (мультислоистые неорганически полупроводниковые / супрамолекулярные ансамбли различной иерархической архитектуры) для создания квантовых устройств сенсорики и накопления энергии электромагнитного поля.Item Формування нових інкапсульованих структур з нанообмеженою геометрією для пристроїв електроніки(Національний університет "Львівська політехніка", 2015) Біщанюк, Тетяна МиколаївнаРобота присвячена фундаментальним і прикладним аспектам формування нових видів інкапсулатів для покращення експлуатаційних характеристик пристроїв електроніки. Показана можливість застосування таких природних мінералів як пірофіліт і халькопірит для Li+ - інтеркаляційного струмоутворення та розроблено шляхи підвищення його ефективності шляхом формування інкапсулатів. Виявлено і проаналізовано аномально високе значення коефіцієнта дифузії в них катіонів літію. Синтезовано супрамолекулярні ієрархічні неорганічно/органічні архітектури і вивчено термодинаміку та кінетику Li+ - інтеркаляційного струмоутворення у них. Сформовано N-бар’єрні наногібридизовані клатрати типу неорганічний напівпровідник/органічна фаза шляхом тристадійної інтеркаляційної кристалоінженерії. В них виявлено при кімнатних температурах колосальний магнітоопір у слабкому магнітному полі, явища від’ємної фото- та магнітоємності, квантової фотоємності, колосальне значення фотодіелектричного та магнітоємнісного ефектів. Проведено їх комплексне дослідження і наведені моделі, що пояснюють їхні механізми. Показано суттєві переваги синтезованих інкапсулатів порівняно з відомими активними елементами сенсорів слабких магнітних і електромагнітних полів, фото- і магнетоварікапів. Особлива увага надана розробленню підходів до створення комерційно привабливих квантових акумуляторів і спінових конденсаторів. The work is dedicated to fundamental and applied aspects of new encapsulates formation to improve the performance of electronics devices. The possibility of using natural minerals such as pyrophyllite and chalcopyrite for Li+ - intercalation current-formation is shown and developed ways to improve its efficiency by forming encapsulates. Abnormally high value of the diffusion coefficient of lithium cations are detected and analyzed. Hierarchical supramolecular inorganic/organic architectures are synthesized and the thermodynamics and kinetics of Li+ - intercalation current formation in them are studied. N-barrier nanohybridized clathrates of inorganic semiconductor/organic phase by three-stage intercalation crystalloengineering are formed. Colossal magnetoresistance in a weak magnetic field, the phenomenon of negative photo- and magnetocapacitance, quantum photocapacitance, great value of photodieleсtric and magnetocapacitance effects are found in them at room temperature. Their comprehensive studies are performed and models that explain their mechanisms are represented. Significant advantages of synthesized encapsulates compared with known active elements of sensors in weak magnetic and electromagnetic fields such as photo- and magnetovaricaps are shown. Special attention is given to development of approaches to create commercially attractive quantum batteries and spin capacitors. Работа посвящена фундаментальным и прикладным аспектам формирования новых видов инкапсулатов для улучшения эксплуатационных характеристик устройств электроники. Показана возможность применения таких природных минералов как пирофиллит и халькопирит для Li+ - интеркаляционного токообразования и разработаны пути повышения его эффективности путем формирования инкапсулатов. Выявлены и проанализированы аномально высокие значения коэффициента диффузии катионов лития в этих материалах. Обнаружены отличия в изменении энергии Гиббса для природного халькопирита и его наноразмерных аналогов, синтезированных автоклавным и темплатным методами. Синтезированы супрамолекулярные иерархические неорганично / органические архитектуры и изучено термодинамику и кинетику Li+ - интеркаляционного токообразования в них. Сформированы N-барьерные наногибридизование клатраты типа неорганический полупроводник / органическая фаза путем трехстадийной интеркаляционной кристаллоинженерии и инкапсулаты в молекулярно-решеточной матрице МСМ-41 разного уровня иерархичности структуры. Исследовано влияние на них постоянного магнитного поля и освещенности видимого диапазона. При комнатных температурах в них обнаружено колоссальное магнитосопротивление в слабом магнитном поле, явления отрицательной фото- и магнитоемкости, квантовой фотоемкости, колоссальное значение фотодиэлектрического и магнитоемкостного эффектов. Проведено их комплексное исследование и указаны модели, объясняющие их механизмы. Обнаружены структуры, в которых сочетается высокое значение диэлектрической проницаемости с низким тангенсом кута электрических потерь. Показано существенные преимущества синтезированных инкапсулатов по сравнению с известными активными элементами сенсоров слабых магнитных и электромагнитных полей, фото- и магнетоварикапов. Особое внимание уделено разработке подходов к созданию коммерческих привлекательных квантовых аккумуляторов и спиновых конденсаторов.Item Формування неорганічно/органічних наногібридизованих структур для пристроїв нанофотоелектроніки та сонячної енергетики(Національний університет "Львівська політехніка", 2012) Іващишин, Федір ОлеговичРозроблено методи формування складних гетерофазних ієрархічних комплексів неорганічний напівпровідник / органічна фаза (ОФ) шляхом тристадійної інтеркаляційної кристалоінженерії. В сформованих структурах GaSe<ОФ>, InSe<ОФ> виявлено гігантський магніторезистивний ефект при кімнатних температурах, явище “від’ємної ємнісності”, прояв квантової ємності та колосальний ріст діелектричної проникності при значенні тангенса кута електричних втрат меншого від 1. Доведено можливість керування вище переліченими параметрами оптично і електрично. На основі отриманих результатів окреслено основні перспективні напрямки практичного застосування таких структур. Доведено здатність перетворення сонячної енергії, її зберігання, з подальшою можливістю віддачі в зовнішне електричне коло фотоконденсаторної електрохімічної системи АВ|0,4М LiI в γ-бутиролактоні|n-InSe. Сформульовано засади підвищення її енергоємності. Разработаны методы формировання сложных гетерофазных иерархических комплексов неорганический полупроводник / органическая фаза (ОФ) путем трехстадийной интеркаляционной кристаллоинженерии. В сформированых структурах GaSe<ОФ>, InSe<ОФ> обнаружен гигантский магниторезистивный эффект при комнатных температурах, явление “отрицательной емкости”, проявление квантовой емкости и колоссальный рост диэлектрической проницаемости при значениях тангенса угла электрических потерь меньшых от 1. Рост электрического сопротивления структуры InSe<отрицательно анизотропний жидкий кристалл> при наложении постоянного магнитного поля (при комнатной температуре) составил колоссальное значение – 108 раз. Синтез наноструктуры InSe<нематик> под действием света обеспечил антисегнетоэлектрическое" упорядочение гостевого компонента и появление вращательного полярона, а синтез в постоянном магнитном поле – “сегнетоэлектрическое” упорядочения– и эффект захвата уровня Ферми полосой делокализированных состояний. Эффект “отрицательной емкости” наблюдается в структурах GaSe<нематик>, InSe <нематик>, GaSe, InSe, GaSe<18-croun-6>, GaSe<18-croun-6>, InSe<18-croun-6>, InSe<метиловый оранжевый>. Достигнут эфект аккумулирование “in-situ” преобразованной солнечной энергии в наноструктурах конфигурации InSe<родамин Ж>. Доказано возможность оптического и электрического управления вышеуказанными параметрами. На основании полученных результатов очерчены основные перспективные направления практического использования таких структур. Доказана способность преобразования солнечной энергии, ее хранение, с дальнейшей возможностью отдачи во внешнюю электрическую цепь фотоконденсаторной электрохимической системы АУ|0,4М LiI в γ-бутиролактоне|n-InSe. Сформулированы основы повышения ее энергоемкости. Methods of formation of complex heterophase hierarchical complexes of inorganic semiconductor/organic phase composition were developed with use of three-stage intercalation crystalloengineering. There were the demonstration of gigant magnetoresistive effect at room temperatures, the effect of negative capacitance, the effect of quantum capacitance and the tremendous increase in permittivity at tangent loss angle less than 1 obtained in synthesized GaSe(InSe)<ОPh> structures. The possibility of above-listed parameters control in optical way was proved. The main perspective directions of application of such structures were outlined. The ability of solar energy transformation and its storage with following capability to deliver it into external electric circuit was investigated in photocapacitive electrochemical system АC|0.4М LiI in γ-butyrolactone|n-InSe. The bases of increase in energy intensity of this system were stated.Item Формування і властивості твердофазних ієрархічних структур "господар-гість" для пристроїв молекулярної енергетики і наноелектроніки(Національний університет "Львівська політехніка", 2011) Войтович, Сергій АнатолійовичДисертація присвячена дослідженню основних механізмів формування інтеркалатних комплексів «господар-гість» з одно- і дублетноматричною ієрархічною архітектурою та закономірностей фізичних процесів у них. У дисертації встановлено, що цеоліт ZSM-5 і синтезовані мезопористий вуглець – анорозмінний селенід вісмуту (С) та мікророзмірний графіт – нанорозмірний сульфід заліза (С) придатні до ефективного Li+, Mg++ - інтеркаляційного струмоутворення. Досліджено термодинаміку і кінетику процесу, з’ясовано спільні і відмінні особливості. Розроблено реінтеркаляційні методи формування гетерофазних наноструктур на основі монокристалів (InSe, GaSe) з міжшаровими включеннями нітриду натрію, кластерів 3d-елементів та полімерно-електролітних композицій і досліджено їхню поведінку в зовнішніх електричному, електромагнітному та термічному полях, на основі яких вироблено базисні підходи до створення наногенераторів і наноконденсаторів. The Thesis deals with the investigation of basic mechanisms of formation of intercalate host-guest complexes with mono- and double-matrix hierarchical architecture and mechanisms of physical processes in these compounds. There were defined that ceolite ZSM-5, synthesized mesoporous carbon – nanosised Bismuth Selenide BiSe and microdimension graphite-nanodimension Iron Sulfide FeS2 are good materials for effective Li+, Mg+ - intercalation current formation in the thesis. The thermodynamic and kinetic parameters of intercalation processes are investigated. The common and distinguishable peculiarities of these processes are identified. The reintercalation methods of formation of heterophase nanostructures with use of monocrystals InSe, GaSe with such impurities as Sodium Nitrite or 3d-element clusters or polymer electrolyte composition between layers were developed. The response of these compounds was investigated under applied electric, electromagnetic and thermal fields. The basic approaches for manufacturing of both nanogenerators and nanocapacitors were developed. Диссертация посвящена исследованию основных механизмов формирования интеркаляционних комплексов «хозяин-гость» с одно- и дублетноматричной иерархической архитектурой, и закономерностей протекания физических процессов в этих структурах. В диссертации установлено, что цеолит ZSM-5 и синтезированные мезопористый углерод – наноразмерный селенид висмута (С ) и микроразмерный графит - наноразмерный сульфид железа (С ) пригодны к эффективному Li +, Mg + + - нтеркаляционному токообразованию. Исследованы термодинамика и кинетика процесса, выяснено общие и отличительные особенности. Разработаны реинтеркаляционные методы формирования гетерофазных наноструктур на основе монокристаллов (InSe, GaSe) с межслойными включениями нитрида натрия, кластеров 3d-элементов и полимерно-электролитных композиций. Предложены последовательность и режимы и сформулированы последовательность и режимы реинтеркаляцийнной технологии формирования наноструктур с поочередными 2D-полупроводниковыми и 2D-ионнопроводящими прослойками, изготовлены первые образцы твердотельных наноструктурированных ионисторов с функциональной радиочастотной гибридностю. Показано, что лазерное облучение структур с поочередными полупроводниковыми и 3d-металокластерными нанопрослойками является эффективным способом управления температурным интервалом деполяризации. Оно обеспечивает создание электретных генераторов для нужной температурной области, включая и сверхнизкую (<200 К) - недосягаемую для произвольных электрохимических систем. Изготовленные макеты наноконденсаторов на базе структуры GaSe <полимерная композиция> показали для радиочастотного диапазона высокую добротность з почти на 3 порядка большей удельной емкостью по сравнению с серийными конденсаторами при аналогичных значениях тангенса угла электрических потерь. Обнаруженный эффект аномально высокого значения фото-ЭДС может быть применен в нанофотоэлектронике.